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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油井解堵增產(chǎn)領(lǐng)域，涉及到高壓脈沖技術(shù)，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(shù)】
[0002]隨著油井井齡的增加，許多油井的出油孔由于雜質(zhì)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(chǎn)量降低，甚至部分停產(chǎn)。
[0003]現(xiàn)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(huán)境污染等突出問題；生物解堵方法對環(huán)境要求很高，技術(shù)不夠成熟。
[0004]井下高壓電脈沖解堵技術(shù)就是一種物理方法提高油井采油率的新型技術(shù)，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(chǎn)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(fā)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(shù)，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(chǎn)油量。
[0005]現(xiàn)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?，F(xiàn)有的電脈沖解堵裝置中，觸發(fā)開關(guān)多采用氣體電火花開關(guān)，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(guān)，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(xiàn)有裝置放電開關(guān)壽命短，是最突出的問題。第二，氣體電火花開關(guān)的工作原理是:氣體電火花開關(guān)被串聯(lián)在放電回路中，當氣體電火花開關(guān)兩端的電壓達到其固有設(shè)定值時(也即是說充電到儲能裝置的設(shè)定電壓值時)，氣體電火花開關(guān)閉合儲能裝置放電，氣體電火花開關(guān)一旦制作完成其設(shè)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(jù)現(xiàn)場運行情況進行調(diào)節(jié)，容易對注聚井或油井產(chǎn)生傷害。
[0006]鑒于此，急需開發(fā)新的油田開采技術(shù)來提高堵塞油井產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)以上所述的突出技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于高壓固體開關(guān)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(guān)作為放電開關(guān)，具有容量大、功率高、放電開關(guān)使用壽命長等優(yōu)點，采用本發(fā)明的基于高壓固體開關(guān)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(tǒng)穩(wěn)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)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(shè)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(guān)作為放電開關(guān)，控制高壓固體開關(guān)導通，放電電極放電產(chǎn)生液電效應而疏通油路。
[0015]優(yōu)選的是，在所述步驟一中，井上電網(wǎng)輸出380V三相交流電，然后經(jīng)升壓變壓器升壓至2000V，再經(jīng)電纜輸送到井下，井下設(shè)置的降壓變壓器將2000V交流電降壓至380V，380V三相交流電經(jīng)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(shù)方案中優(yōu)選的是，在所述步驟二中，井下設(shè)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(diào)制來控制大功率逆變裝置輸出脈沖寬度可調(diào)的雙極性低壓脈沖電源。
[0017]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，在所述步驟三中，井下設(shè)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(shù)方案中優(yōu)選的是，在所述步驟四中，井下設(shè)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(shù)方案中優(yōu)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(jù)油井或注聚井現(xiàn)場放電能量的要求，可靈活在井上設(shè)置儲能裝置電壓作為充電判據(jù)，也是放電能量多少的判據(jù)；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(shè)定值要求。
[0020]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(shè)定值要求:如果不滿足儲能裝置端電壓設(shè)定值要求，轉(zhuǎn)入第二步進行充電控制，直到儲能裝置幅值達到預先設(shè)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(fā)出允許放電的指令。
[0021]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(guān)導通，在放電電極處放電，由液電效應產(chǎn)生電火花爆，產(chǎn)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(guān)斷開，重新開始對儲能裝置充電。
[0022]本發(fā)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(xiàn)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(shù)方案中優(yōu)選的是，所述井上裝置包括電網(wǎng)和升壓變壓器；所述電網(wǎng)輸出的380V三相交流電通過升壓變壓器升壓到2000V，經(jīng)電纜輸送至井下裝置。
[0024]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(guān)、信號檢測裝置、控制裝置和放電電極。
[0025]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)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(diào)制來控制大功率逆變裝置輸出脈沖寬度可調(diào)的雙極性低壓脈沖電源。
[0029]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)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(guān)的接入端，高壓固體開關(guān)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(shù)方案中優(yōu)選的是，所述儲能裝置的接口二連接高壓固體開關(guān)的接入端，高壓固體開關(guān)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(shù)方案中優(yōu)選的是，所述大功率逆變裝置包括逆變電路、驅(qū)動電路和保護電路。
[0033]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述逆變電路與驅(qū)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(shù)方案中優(yōu)選的是，所述驅(qū)動電路與保護電路相連接；所述驅(qū)動電路根據(jù)控制裝置輸出的控制信號來調(diào)整雙極性低壓脈沖電源的占空比，繼而調(diào)整逆變電路輸出的脈沖寬度，最終逆變電路輸出幅值可調(diào)的雙極性低壓脈沖電源。
[0035]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)選的是，所述脈沖整流濾波電路與逆變電路相連