專利名稱：用于油井解堵的井下放電器的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種用于油井解堵的井下放電器。
石油油井隨著井齡的增長，井下工況會逐漸變差，發生堵塞現象，影響正常出油，因此需要進行解堵，以恢復油井的產油能力。用于油井解堵的技術有多種，如爆炸解堵、水力振蕩或射流解堵、電熱解堵、超聲波解堵、放電解堵等。放電解堵的原理是，將儲存在高壓電容器中的電能通過控制開關快速地向置于井下液體中的放電間隙釋放，利用電水錘效應在液體中形成強大的壓力波，在極短的時間內傳播到目標地層儲集巖中，實現解堵。截止目前放電解堵技術普遍存在的問題是在放電能量很大，壓力波很強時，井下放電器的關鍵部件——絕緣子很容易因強烈的機械沖擊而破壞，從而嚴重影響放電器的可靠性和壽命。
本發明的目的是提供一種新型的用于油井解堵的井下放電器，從而有效地減緩放電器絕緣子受到的機械沖擊，大大提高了井下放電器的壽命。
本目的是以下列技術方案來實現它主要由高壓電容器與由控制開關及液體放電間隙構成的放電器組成，其中液體放電間隙是由緩沖液體放電間隙和主液體放電間隙構成，緩沖液體放電間隙設置在控制開關與主液體放電間隙之間，控制開關間隙、緩沖液體放電間隙、主液體放電間隙依次串聯組成，緩沖液體放電間隙的長度盡量小于主液體放電間隙的長度。在緩沖液體放電間隙的電極與支承電極的絕緣子接觸之間、絕緣子與地電極的接觸之間均設置有允許大的軸向位移的緩沖墊。控制開關采用自擊穿型氣體開關。
由于本發明采用一個主液體放電間隙，以保證對于給定的放電能量產生盡可能強的壓力波，采用一個緩沖液體放電間隙，它在電路上串聯地置于主液體放電間隙與控制開關之間，緩沖液體放電間隙的長度顯著小于主液體放電間隙的長度，由于放電過程中釋放在放電通道內的能量與間隙的長度近似地成正比，并且壓力波幅度隨釋放在放電通道中的能量增加而顯著地增強，因此，有了這個緩沖液體放電間隙，既可以借助于它的放電而形成電流通路，又可隔離從主液體放電間隙區向放電器的絕緣子傳遞的強烈機械沖擊。由控制開關、緩沖液體放電間隙、主液體放電間隙依次串聯構成的井下放電器不但保證了最大限度地獲得強壓力波，而且克服了作為放電器關鍵部件的絕緣子因強烈的機械沖擊而破壞的技術難點，顯著地提高了井下放電器的壽命。
下面結合附圖給出本發明的一個實施例

圖1為本發明整體結構剖面主視圖。
參見圖1所示該放電器的整體外形基本為一圓柱形，其上端為高壓貯能電容器1，它采用與放電器同軸圓柱形雙端高壓出線結構，其內電極2是電容器高壓電極的一端，外殼為高壓貯能電容器地電極3；與高壓貯能電容器內電極2及地電極3串接的是自擊穿型氣體控制開關，其中自擊穿型氣體控制開關的筒狀地電極4(外殼)與放電電極2、6上的兩個密封絕緣子14形成一個氣腔，在腔內高壓貯能電容器內電極2與放電電極6形成一個氣體控制開關間隙5；與自擊穿型氣體控制開關相串接的是液體放電間隙，液體放電間隙由兩部分構成，緩沖液體放電間隙和主液體放電間隙。其中緩沖液體放電間隙直接與控制開關間隙串接，緩沖液體放電間隙的形成是，由放電電極6的絕緣子14及放電電極13的絕緣子11與緩沖液體放電間隙的鼠籠狀地電極12形成一個緩沖液腔，在腔內則由和氣體控制開關放電電極共用的緩沖液體放電電極6與放電電極13形成緩沖液體放電間隙7；主液體放電間隙串接于緩沖液體放電間隙上，它的形成是由放電電極13的絕緣子11與主液體放電間隙的鼠籠狀地電極10形成一個主液腔(鼠籠狀地電極是為了強壓力波高效傳出)，在腔內則由與緩沖液體放電間隙共用的主液體放電電極13與主液體放電地電極9形成主液體放電間隙8。高壓貯能電容器與放電器通過過渡段15(作為地電極)連接。電容器高壓電極的另一端與高壓充電電源連接。井下放電器為圓柱形，直徑略小于油井井管內徑。著高壓貯能電容器(后簡稱電容器)上的電壓低于額定值，氣體控制開關保持絕緣狀態，當電容器充電到額定值時，放電間隙5自擊穿，于是脈沖高電壓加到電極6上，導致液體放電間隙7和8依次迅速擊穿。快速放電回路經由電容器高壓內電極2、控制開關氣體放電間隙5、緩沖液體放電間隙7、主液體放電間隙8、地電極9、10、12、4、15、3而形成。由于緩沖液體放電間隙7的長度顯著小于主液體放電間隙8的長度(實驗表明放電間隙7的長度以不超過放電間隙8的長度的一半為宜)，因此放電時，大部分能量釋放在放電間隙8中，放電間隙7中消耗的能量不多。放電間隙7的引入既起到了電連接作用又隔離了強烈的機械沖擊，有效解決了井下放電器結構部件易損的難題。與此同時，為了防止放電間隙8放電時強烈的機械沖擊使絕緣子11受到破壞，在放電電極13與絕緣子11，絕緣子11與鼠籠狀地電極12之間均裝有允許大的軸向位移的緩沖墊，它們與緩沖液體放電間隙7的作用相配合，抗機械沖擊效果十分顯著，大大提高了井下放電器的壽命。
權利要求
1.一種用于油井解堵的井下放電器，由高壓電容器與由控制開關及液體放電間隙構成的放電器組成，其特征是所述的液體放電間隙是由緩沖液體放電間隙(7)和主液體放電間隙(8)構成，其中緩沖液體放電間隙設置在控制開關間隙(5)與主液體放電間隙之間，且間隙(5)、(7)、(8)依次串聯組成，所說的緩沖液體放電間隙(7)的長度盡量小于主液體放電間隙(8)的長度。
2.根據權利要求1所述的用于油井解堵的井下放電器，其特征是緩沖液體放電間隙(7)由電極(6)與電極(13)形成，主液體放電間隙(8)由電極(13)與電極(9)形成，在電極(13)與支承它的絕緣子(11)相接觸之間、絕緣子(11)與緩沖液體放電間隙的地電極(12)相接觸之間均設置有允許大的軸向位移的緩沖墊。
3.根據權利要求1所述的用于油井解堵的井下放電器，其特征是所述的控制開關是自擊穿型氣體開關，其中由電容器高壓電極(2)與電極(6)形成氣體控制開關間隙(5)。
4.根據權利要求1所述的用于油井解堵的井下放電器，其特征是緩沖液體放電間隙(7)的長度不大于主液體放電間隙(8)的長度的二分之一。
全文摘要
本發明涉及一種用于油井解堵的井下放電器，它主要由高壓電容器、一個自擊穿型氣體控制開關、緩沖液體放電間隙、主液體放電間隙依次串聯構成，緩沖液體放電間隙的長度盡可能小于主液體放電間隙的長度，采用緩沖墊作為緩沖結構，本設計有效地減緩了放電器絕緣子受到的機械沖擊，大大提高了井下放電器的使用壽命。
文檔編號E21B28/00GK1166568SQ9710848
公開日1997年12月3日 申請日期1997年5月8日 優先權日1997年5月8日
發明者曾正中, 孫鳳舉, 許日, 蓋同陽, 曾江濤, 竇志強 申請人:西北核技術研究所