一种液电脉冲激波石油增产装置的制作方法

1.本技术涉及石油增产装置领域，特别涉及一种液电脉冲激波石油增产装置。


背景技术：

2.目前液电石油脉冲增堵技术被广泛运用在油田解堵增产中，该技术是非常先进的物理方法之一，具有无污染，技术成本低，解堵效率高，等诸多优点。其技术特点是在液体内部进行高压强电场和瞬时的脉冲放电，能量瞬间释放，通道中的液体迅速气化、膨胀并引起爆炸。产生液电效应。迅速膨胀的气体在水中产生强大的冲击波，冲击波进而以冲量或者冲击压力的方式解堵。
3.由于油气井套管外壁和液电脉冲激波解堵设备之间有一定的间隙，液电脉冲激波解堵设备在井下所产生的冲击波有相当一部分能量从轴向上损失掉，造成冲击波在径向上的能量大大减小，进而影响到液电脉冲设备的解堵效果。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种液电脉冲激波石油增产装置，以解决相关技术中液电脉冲激波解堵设备在井下所产生的冲击波有相当一部分能量从轴向上损失掉，造成冲击波在径向上的能量大大减小，进而导致影响到液电脉冲设备的解堵效果的问题。
5.一种液电脉冲激波石油增产装置，其包括：
6.液电脉冲激波解堵组件；
7.至少两组轴封组件，其分别设置于所述液电脉冲激波解堵组件的两端，所述轴封组件内包括可在所述液电脉冲激波解堵组件的径向上进行伸展或收缩的轴封部，以及驱动所述轴封部活动的驱动部，以使所述轴封部可伸展至所述液电脉冲激波解堵组件外侧形成伸展状态；
8.所述轴封部被配置为当其伸展至所述伸展状态时，所述轴封部抵接井壁并对油井内空间在轴向上进行分隔。
9.一些实施例中，所述轴封部的至少部分为磁性结构，所述驱动部为电磁铁，以使其在接电后可驱动所述轴封部进行移动。
10.一些实施例中，所述驱动部被配置为在接电后可驱动所述轴封部向所述液电脉冲激波解堵组件外侧进行移动，且所述轴封部与所述驱动部之间设有弹性件，所述弹性件被配置为在所述驱动部磁性消失后带动所述轴封部收缩复位。
11.一些实施例中，所述轴封部包括多个周向分布的扇形轴封板，相邻所述扇形轴封板在轴向上呈交错设置，所述驱动部设于所述多个扇形轴封板的圆心处，以用于驱动多个所述扇形轴封板沿径向移动井壁抵接，且两相邻所述扇形轴封板的端部在周向上始终具有部分重叠，以实现对油井内空间在轴向上进行分隔。
12.一些实施例中，每个所述轴封部内设置有四个所述扇形轴封板，且相间隔的两个所述扇形轴封板共面并在轴向上形成两层轴封组，所述驱动部包括分别对应两层轴封组的
两个驱动件，并分别用于驱动两层所述轴封组内的所述扇形轴封板沿径向进行移动。
13.一些实施例中，所述轴封部还包括在所述液电脉冲激波解堵组件的延伸方向上依次设置的三个挡板，相邻两所述挡板之间形成夹层，两层所述轴封组以及各自所对应的所述驱动件分别位于两个所述夹层内。
14.一些实施例中，所述弹性件包括两端固定连接所述轴封部与所述驱动部的驱动弹簧。
15.一些实施例中，所述液电脉冲激波解堵组件包括：
16.上电极，其外套设有绝缘件；
17.下极座，其通过连接杆固定连接于所述上电极的下方，所述连接杆内设有布线通道；
18.下电极，其安装于所述下极座顶部，并与上电极底端之间设有放电间隔；
19.位于所述下极座下方的所述轴封组件与布设于所述布线通道内的电缆线连接。
20.一些实施例中，所述绝缘件与所述下极座相互靠近的端面均为椭球面。
21.一些实施例中，所述上极座与所述下极座相互靠近的椭球面方程均满足：
22.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
23.本技术实施例提供了一种液电脉冲激波石油增产装置，通过轴封组件内的轴封部与驱动部，实现在需要时可通过驱动部驱动轴封部进行伸展，进而当轴封部移动至伸展状态时即可与油井关闭进行抵接，实现对油井内空间在轴向上进行分隔，此时，处于两组轴封组件之间的液电脉冲激波解堵组件所产生的冲击波可更加有效的对油井两侧区域进行作用，大大降低冲击波沿油井轴向进行扩散导致能量减小的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的整体结构示意图；
26.图2为本技术实施例提供的轴封组件与液电脉冲激波解堵组件的结构示意图；
27.图3为轴封组件未伸展时的结构爆炸示意图；
28.图4为轴封组件处于伸展状态下的结构爆炸示意图。
29.图中：
30.1、液电脉冲激波解堵组件；10、上电极；100、绝缘件；11、下极座；110、下电极；12、连接杆；
31.2、轴封组件；20、轴封部；200、扇形轴封板；201、磁铁块；21、驱动部；210、驱动件；22、挡板；23、驱动弹簧；
32.3、控制组件；30、地面控制器；31、电缆线；32、钢筒结构件；33、高压开关；34、检测线路；
33.4、导向端。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.本技术实施例提供了一种液电脉冲激波石油增产装置，其能解决相关技术中液电脉冲激波解堵设备在井下所产生的冲击波有相当一部分能量从轴向上损失掉，造成冲击波在径向上的能量大大减小，进而导致影响到液电脉冲设备的解堵效果的问题。
36.参照图1与图2，一种液电脉冲激波石油增产装置，其包括：
37.液电脉冲激波解堵组件1；
38.至少两组轴封组件2，其分别设置于所述液电脉冲激波解堵组件1的两端，所述轴封组件2内包括可在所述液电脉冲激波解堵组件1的径向上进行伸展或收缩的轴封部20，以及驱动所述轴封部20活动的驱动部21，以使所述轴封部20可伸展至所述液电脉冲激波解堵组件1外侧形成伸展状态；
39.所述轴封部20被配置为当其伸展至所述伸展状态时，所述轴封部20抵接井壁并对油井内空间在轴向上进行分隔。
40.这样设置，通过轴封组件2内的轴封部20与驱动部21，实现在需要时可通过驱动部21驱动轴封部20进行伸展，进而当轴封部20移动至伸展状态时即可与油井关闭进行抵接，实现对油井内空间在轴向上进行分隔，此时，处于两组轴封组件2之间的液电脉冲激波解堵组件1所产生的冲击波可更加有效的对油井两侧区域进行作用，大大降低冲击波沿油井轴向进行扩散导致能量减小的问题。
41.其中，轴封组件2内的驱动部21与轴封部20之间可直接连接进行机械传动，也可通过电磁作用实现保持间距的同时进行传动，以实现在驱动部21接受启动信号后可驱动轴封部20进行伸展或收缩。例如，驱动部21可在用电动伸缩杆、电动液压缸等，在本实施例中仅做举例说明，并不限于此。
42.在一些实施例中，液电脉冲激波石油增产装置还包括控制组件3，其包括：地面控制器30，电缆线31，钢筒结构件32，高压开关33，检测线路34。其中地面控制器30位于油井地面上方，用于给液电脉冲激波发生装置以及轴封组件2提供电源，将输入电压变频变压，以达到液电脉冲激波发生装置内部储能单元电容所需的频率和伏值要求，并控制其充放电及电极的激波释放；电缆线31主要用于连接地面控制器30和液电脉冲激波解堵组件1、轴封组件2，主要用于设备的吊装、下井及传输设备所需的电压电流；钢筒结构件32主要用于保护设备的各种元器件，如设于其内的电容器(图中未示出)、高压开关33等等；高压开关33用于在电容器内电压达到阈值时自动打开，进而与电容器连接的控制液电脉冲激波解堵组件1进行放电并产生激波，高压开关33在液电脉冲激波解堵组件1结束放电后将自动关闭；检测线路34用于检测高压开关33的通断，并用于对轴封组件2进行控制。整个控制组件3通过判断地面控制器30是否对电容器进行充电及高压开关33的接通信号从而控制整个轴封组件2。
43.具体的，检测到电容器的充电信号时，即电容器处于充电过程时，地面控制器30内控制轴封组件2内的轴封部20移动至扩展状态对油井进行分隔。当检测线路34检测到高压开关33接通信号时，即液电脉冲激波解堵组件1进行放电时，在延迟t秒后，通过地面控制器30控制轴封部20回缩。t值对应液电脉冲激波解堵组件1的单次放电过程的时长，进而在其进行放电与发生激波的过程中，保障轴封部20始终处于伸展状态并对油井进行分隔，在完成单次放电的解堵工作后，也即t秒后，则轴封部20则可进行收缩，解除与井壁的抵接，给液电脉冲激波解堵组件1周侧空间重新补充液体，避免轴封部一直处于扩展状态，导致液电脉冲激波解堵组件1周围液体被全部气化而无法重新释放出激波。
44.基于液电脉冲激波解堵组件1浸泡于油井内液体中，且由于油井内液体所含物质较为复杂，存在较多颗粒杂质，在驱动部21通过机械传动结构直接连接轴封部20时，将存在液体内物质进入驱动部21内影响运转的可能，同时在液电脉冲激波解堵组件1进行运作时，由于会使液体发生膨胀并引起爆炸，将使得也体内物质更加容易进入驱动部21内，进一步增加导致驱动部21在各活动结构处可能存在卡壳等可能，同时在卡壳后继续进行驱动也将容易导致结构损坏，进而使得驱动部21在使用机械结构直接连接并作用轴封部20时存在技术难题。
45.基于上述问题，参照图3与图4，本技术所提供的一些可能的实施方式中，所述轴封部20的至少部分为磁性结构，所述驱动部21为电磁铁，以使其在接电后可驱动所述轴封部20进行移动。
46.这样设置，采取电磁铁作为驱动部21，实现其在接电后可产生磁性并作用于轴封部20，实现驱动轴封部20的伸展或收缩，在此过程中两者无需设置可活动的机械结构驱动部21即可作用于轴封部20，因此有效避免了在油井内复杂液体环境下的长时间使用，具有较低的故障率，大大提高了本技术的液电脉冲激波石油增产装置的使用效率。
47.其中，驱动部21在一些实施例中可被配置为能够切换磁性，进而可实现驱动轴封部20进行伸展或收缩。
48.同时，在另一些实施例中，所述驱动部21被配置为在接电后可驱动所述轴封部20向所述液电脉冲激波解堵组件1外侧进行移动，且所述轴封部20与所述驱动部21之间设有弹性件，所述弹性件被配置为在所述驱动部21磁性消失后带动所述轴封部20收缩复位。
49.这样设置，实现驱动部21仅用于在接电后负责将轴封部20向外推出，轴封部20的收缩动作则通过弹性件执行，且由于弹性件在液体环境中可选择如弹簧等一体式结构，其不会存在其他机械传动结构所需要面对的卡壳问题，使其可顺利配合驱动部21实现将伸展状态下的轴封部20拉回收缩。弹性件也可采用其他结构，在本实施例中仅做举例说明，并不仅限于此。
50.具体的，在本实施例中，当检测到电容器的充电信号时，即电容器处于充电过程时，地面控制器30内控制轴封组件2内的驱动部21上电产生磁性，并与轴封部20之间产生大于弹性件弹力的磁力，进而移动至伸展状态对油井进行分隔。当检测线路34检测到高压开关33接通信号时，即液电脉冲激波解堵组件1进行放电时，在延迟t秒后，通过地面控制器30对驱动部21进行断电。t值对应液电脉冲激波解堵组件1的单次放电过程的时长，进而在其进行放电与发生激波的过程中，保障轴封部20始终处于伸展状态并对油井进行分隔，在完成单次放电的解堵工作后，也即t秒后，轴封部20则可在驱动部21断电后进行回缩，解除与
井壁的抵接，即可给液电脉冲激波解堵组件1周侧空间重新补充液体，避免轴封部20一直处于扩展状态，导致液电脉冲激波解堵组件1周围液体被全部气化而无法重新释放出激波。
51.进一步地，参照图3与图4，所述轴封部20包括多个周向分布的扇形轴封板200，相邻所述扇形轴封板200在轴向上呈交错设置，所述驱动部21设于所述多个扇形轴封板200的圆心处，以用于驱动多个所述扇形轴封板200沿径向移动井壁抵接，且两相邻所述扇形轴封板200的端部在周向上始终具有部分重叠，以实现对油井内空间在轴向上进行分隔。
52.具体的，在本实施例中，扇形轴封板200靠近圆形的一侧内沿固定设有磁铁块201，通过磁铁块201与作为驱动部21的电磁铁之间的配合实现驱动部21在接电后驱动扇形轴封板200进行移动。
53.这样设置，通过在轴向上交错设置的多个扇形轴封板200，且相邻扇形轴封板之间始终在周向上保持部分重叠，进而保障了各个扇形轴封板200在沿径向被驱动后可实现形成环状结构，并最终抵接井壁，实现对油井周向空间的分隔。液电脉冲激波解堵组件1所产生的冲击波在沿轴向传递时可有效得到阻拦。
54.进一步地，每个所述轴封部20内设置有四个所述扇形轴封板200，且相间隔的两个所述扇形轴封板200共面并在轴向上形成两层轴封组，所述驱动部21包括分别对应两层轴封组的两个驱动件210，并分别用于驱动两层所述轴封组内的所述扇形轴封板200沿径向进行移动。
55.这样设置，实现有效简化轴封部20与驱动部21的结构复杂度，通过设置两个驱动件210即可将两层轴封组内的扇形轴封板200进行驱动，使得相邻扇形轴封板200之间在伸展与收缩时互不干扰。
56.进一步地，所述轴封部20还包括在所述液电脉冲激波解堵组件1的延伸方向上依次设置的三个挡板22，相邻两所述挡板22之间形成夹层，两层所述轴封组以及各自所对应的所述驱动件210分别位于两个所述夹层内。
57.本实施例中，夹层内的扇形轴封板200两侧板面与挡板22滑动贴触，处于最上方的挡板22固定连接于钢筒结构件32底端，处于最下方的挡板22固定连接于液电脉冲激波解堵组件1的顶端，设置于夹层内的驱动件210则与挡板22之间固定配合。
58.这样设置，通过三个挡板22形成夹层，进一步保障两层轴封组在驱动时不会发生冲突，同时设于夹层内的扇形轴封板200两侧与挡板22滑动贴触，也限制了扇形轴封板200在油井轴向上的移动，保证了扇形轴封板200的位置稳定性，且值得说明的是，扇形轴封板200在径向上的距离满足当其与油井井壁抵接时，其仍有部分处于夹层内，实现避免扇形轴封板200脱离夹层。
59.进一步地，所述弹性件包括两端固定连接所述轴封部20与所述驱动部21的驱动弹簧23。
60.在本实施例中，驱动弹簧23的两端分别固定连接驱动件210的一侧与扇形轴封板上的磁铁块201，进而实现可在驱动件210断电而导致磁性消失后，将扇形轴封板200向内拉回实现轴封部20的收缩。
61.在一些可能的实施方式中，所述液电脉冲激波解堵组件1包括：
62.上电极10，其外套设有绝缘件100；
63.下极座11，其通过连接杆12固定连接于所述上电极10的下方，所述连接杆12内设
有布线通道；
64.下电极110，其安装于所述下极座11顶部，并与上电极10底端之间设有放电间隔，位于所述下极座11下方的所述轴封组件2与布设于所述布线通道内的电缆线31连接。
65.具体的，上电极10上方的轴封组件2可直接通过电缆线31与地面控制器30等部分进行连接，电缆线31在由地面送井内后将通过穿过各个挡板22实现电性连接驱动部21内的两个驱动件210以及上电极10。
66.但由于上电极10与下电极110之间的间隔设置，以形成液电脉冲激波解堵组件1产生激波的区域，导致电缆线31在延伸时将暴露于液电脉冲激波解堵组件1所作用的区域中，进而易受液电脉冲激波解堵组件1所产生激波的影响。因此，本技术通过利用安装固定下极座11所使用的连接杆12，在其内设置布线通道，即可实现电缆线31向下方的输送并避免电缆线31直接暴露于液电脉冲激波解堵组件1所作用的区域中，有效控制在液电脉冲激波解堵组件1工作时对电缆线31产生的影响。
67.可选地，所述绝缘件100与所述下极座11相互靠近的端面均为椭球面。且所述绝缘件100与所述下极座11的椭球面方程均满足：
[0068][0069]
这样设置，实现在绝缘件100与下极座11之间的空间形成虚拟的万向拉法尔管，以达到增强激波的目的。
[0070]
其中，绝缘件100外形结构为圆柱加椭球面，内部实体结构为peek绝缘材料，外部为厚度3mm的橡胶套，这样不仅有利于增加绝缘件100的绝缘性，还能有效保护peek绝缘材料。
[0071]
上电极10的材料为钨铜合金和不锈钢的组合件，其伸出绝缘件100的底端为钨铜合金，钨铜合金表面镀银处理，上部为不锈钢材料。这样设计不仅可以降低整个导电杆的成本，镀银表面能有效防止井下酸液对钨铜合金的腐蚀，且银具有很大的辐射发射率，可有效提高上电极10的抗烧蚀性及使用寿命。
[0072]
处于最底部的轴封组件2的下方固定连接有导向端4，导向端4采用钢铜结构，导向端4的下端为椭球状结构。主要作用是清除井下轻度堵塞物，引导设备下井。
[0073]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0074]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0075]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。