高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于油井解堵增產領域，涉及到高壓脈沖技術，具體地說是涉及一種高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵方法和裝置。
【背景技術】
[0002]隨著油井井齡的增加，許多油井的出油孔由于雜質聚集和長期注入聚合物，造成滲油通路堵塞，井底壓力升高，注入聚合物效果下降，導致油井產量降低，甚至部分停產。
[0003]現有的解堵方法有物理解堵、化學解堵和生物解堵。物理解堵方法施工步驟較為繁瑣；化學解堵方法成本高，解堵有效期短，對油井造成二次傷害，容易造成環境污染等突出問題；生物解堵方法對環境要求很高，技術不夠成熟。
[0004]井下高壓電脈沖解堵技術就是一種物理方法提高油井采油率的新型技術，其基本原理是:利用液電效應的力效應，儲能裝置在充滿水或油水混合物的油井里產生脈沖大電流，在電極之間形成電火花爆炸，對周圍地層激發周期性沖擊波，形成人工震源。這種井下高壓電脈沖解堵技術，在多次反復的沖擊波作用下，可以達到改善地層條件、快速疏通滲油通路、提高油井滲透率的作用，從而提高堵塞油井產油量。
[0005]現有的各類電脈沖解堵裝置中存在諸多問題，使得該裝置的推廣受到限制。現有的電脈沖解堵裝置中，觸發開關多采用氣體電火花開關，如專利號為200820029051.7的中國實用新型專利公開的一種高聚能大功率脈沖裝置能量控制器是一個比較好的實施方案，但是，主要有兩個缺點不可避免:第一，使用壽命極限不超過3000次。這導致在施工過程中需要不斷更換氣體電火花開關，既提高了施工成本，又增加了施工難度，浪費大量時間。這里，現有裝置放電開關壽命短，是最突出的問題。第二，氣體電火花開關的工作原理是:氣體電火花開關被串聯在放電回路中，當氣體電火花開關兩端的電壓達到其固有設定值時(也即是說充電到儲能裝置的設定電壓值時)，氣體電火花開關閉合儲能裝置放電，氣體電火花開關一旦制作完成其設定電壓值無法在井下改變，即使在井上改變也很困難。由此可見，每次的放電能量是固定而不可控的，無法根據現場運行情況進行調節，容易對注聚井或油井產生傷害。
[0006]鑒于此，急需開發新的油田開采技術來提高堵塞油井產量。

【發明內容】

[0007]根據以上所述的突出技術問題，本發明提供一種基于高壓固體開關的高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵方法和裝置，采用高壓固體開關作為放電開關，具有容量大、功率高、放電開關使用壽命長等優點，采用本發明的基于高壓固體開關的高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵方法和裝置，可以提升系統穩定性，簡化施工程序，提高施工效率，降低施工成本。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案。
[0009]—種高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵方法，該方法包括以下步驟:
[0010]步驟一，設置井上裝置和井下裝置兩個部分，通過變壓器和整流濾波模塊獲得低壓直流電源；
[0011]步驟二，對低壓直流電源進行逆變處理，得到一個雙極性低壓脈沖電源；
[0012]步驟三，對雙極性低壓脈沖電源進行升壓和整流處理，得到高壓脈沖電源；
[0013]步驟四，采用高壓脈沖電源對儲能裝置進行充電；
[0014]步驟五，采用高壓固體開關作為放電開關，控制高壓固體開關導通，放電電極放電產生液電效應而疏通油路。
[0015]優選的是，在所述步驟一中，井上電網輸出380V三相交流電，然后經升壓變壓器升壓至2000V，再經電纜輸送到井下，井下設置的降壓變壓器將2000V交流電降壓至380V，380V三相交流電經整流濾波處理后輸出一個低壓直流電源。
[0016]在上述任一技術方案中優選的是，在所述步驟二中，井下設置大功率逆變裝置和控制裝置，大功率逆變裝置對低壓直流電進行逆變處理，控制裝置通過占空比調制來控制大功率逆變裝置輸出脈沖寬度可調的雙極性低壓脈沖電源。
[0017]在上述任一技術方案中優選的是，在所述步驟三中，井下設置脈沖變壓器裝置，脈沖變壓器裝置對雙極性低壓脈沖電源進行升壓和整流處理后輸出高壓脈沖電源。
[0018]在上述任一技術方案中優選的是，在所述步驟四中，井下設置儲能裝置、信號檢測裝置和放電電極，高壓脈沖電源對儲能裝置進行充電。
[0019]在上述任一技術方案中優選的是，在所述步驟四中，儲能裝置進行充電的步驟具體包括:第一步，根據油井或注聚井現場放電能量的要求，可靈活在井上設置儲能裝置電壓作為充電判據，也是放電能量多少的判據；第二步，充電控制；第三步.測量儲能裝置端電壓；第四步，判斷儲能裝置端電壓是否滿足設定值要求。
[0020]在上述任一技術方案中優選的是，在所述步驟四中，儲能裝置進行充電的步驟的第四步的判斷儲能裝置端電壓是否滿足設定值要求:如果不滿足儲能裝置端電壓設定值要求，轉入第二步進行充電控制，直到儲能裝置幅值達到預先設置，完成對儲能裝置的充電；如果滿足儲能裝置端電壓要求，停止充電，并發出允許放電的指令。
[0021]在上述任一技術方案中優選的是，在所述步驟五中，當信號檢測裝置檢測到儲能裝置兩端電壓達到放電閾值時，控制裝置控制大功率逆變裝置停止輸出，同時控制高壓固體開關導通，在放電電極處放電，由液電效應產生電火花爆，產生強烈沖擊波沖擊周圍地層，疏通滲油通路；當信號檢測裝置檢測到儲能裝置兩端電壓降低到充電閾值時，控制裝置控制大功率逆變裝置開始輸出，同時控制高壓固體開關斷開，重新開始對儲能裝置充電。
[0022]本發明還公開了一種高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵裝置，這是一種用于實現如上任一項所述的高聚能重復強脈沖波注聚井或油井解堵方法的解堵裝置。該解堵裝置包括井上裝置和井下裝置兩部分，井上裝置與井下裝置通過電纜連接。
[0023]在上述任一技術方案中優選的是，所述井上裝置包括電網和升壓變壓器；所述電網輸出的380V三相交流電通過升壓變壓器升壓到2000V，經電纜輸送至井下裝置。
[0024]在上述任一技術方案中優選的是，所述井下裝置包括降壓變壓器、整流濾波裝置、大功率逆變裝置、脈沖變壓器裝置、儲能裝置、高壓固體開關、信號檢測裝置、控制裝置和放電電極。
[0025]在上述任一技術方案中優選的是，所述降壓變壓器與升壓變壓器通過電纜連接，所述降壓變壓器將電纜輸送的2000V交流電降壓至380V。
[0026]在上述任一技術方案中優選的是，所述降壓變壓器與整流濾波裝置相連接，所述降壓變壓器將380V三相交流電輸入至整流濾波裝置。
[0027]在上述任一技術方案中優選的是，所述整流濾波裝置與大功率逆變裝置接口一相連接，所述整流濾波裝置將380V三相交流電進行整流、濾波處理后輸出一個低壓直流電源至大功率逆變裝置。
[0028]在上述任一技術方案中優選的是，所述大功率逆變裝置的接口三與控制裝置接口一相連接，所述大功率逆變裝置對低壓直流電進行逆變處理，控制裝置通過占空比調制來控制大功率逆變裝置輸出脈沖寬度可調的雙極性低壓脈沖電源。
[0029]在上述任一技術方案中優選的是，所述大功率逆變裝置的接口二與脈沖變壓器裝置相連接，脈沖變壓器裝置與儲能裝置的接口一相連接；脈沖變壓器裝置對雙極性低壓脈沖電源進行升壓和整流處理，輸出高壓脈沖電源，對儲能裝置進行充電。
[0030]在上述任一技術方案中優選的是，所述儲能裝置的接口三與信號檢測裝置相連接，信號檢測裝置與控制裝置的接口三相連接，控制裝置的接口二連接高壓固體開關的接入端，高壓固體開關的輸出端連接放電電極，放電電極接入油井。
[0031]在上述任一技術方案中優選的是，所述儲能裝置的接口二連接高壓固體開關的接入端，高壓固體開關的輸出端連接放電電極，放電電極接入油井。
[0032]在上述任一技術方案中優選的是，所述大功率逆變裝置包括逆變電路、驅動電路和保護電路。
[0033]在上述任一技術方案中優選的是，所述逆變電路與驅動電路相連接，所述逆變電路用于對低壓直流電源進行逆變處理以獲得雙極性低壓脈沖電源。
[0034]在上述任一技術方案中優選的是，所述驅動電路與保護電路相連接；所述驅動電路根據控制裝置輸出的控制信號來調整雙極性低壓脈沖電源的占空比，繼而調整逆變電路輸出的脈沖寬度，最終逆變電路輸出幅值可調的雙極性低壓脈沖電源。
[0035]在上述任一技術方案中優選的是，所述脈沖變壓器裝置包括大功率脈沖變壓器和脈沖整流濾波電路。
[0036]在上述任一技術方案中優選的是，所述大功率脈沖變壓器的兩端分別與大功率逆變裝置和儲能裝置相連接，所述大功率脈沖變壓器用于對雙極性低壓脈沖電源進行升壓處理。
[0037]在上述任一技術方案中優選的是，所述脈沖整流濾波電路與逆變電路相連