Электромагнитный скважинный возбудитель колебаний Советский патент 1983 года по МПК B06B1/04 

2. Возб/дитель колебанир; по п, j отличающийся эм, что

- пг-гнеи с кольцевыми буртика

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СКВАЖИННЫЙ ЮЗБУДИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещены идентичные П-образные сердечники электромагнитов с катушками, намотанными на осевые стержни, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения-надежности, Птобразные сердечники смещены относительно ripyr друга по длине возбудителя вдоль оси корпуса и расположены парами из параллельно, соединенных и одинаково ориентированных сердечников, снабженных полюсными наконечниками в виде треугольных призм, наибольшими сторонами прикрепленных к боковым поверхностям полюсов сердечников, причем сердечники одной пары расположены между сердечниками другой пары, полюса которых ориентированы противоположно, а наименьшая сторона призм наконечников не j превышает ширины полюсов сердечни(Л ков. со СП оо

Иэобретение относится к виефотсгхнике и может быть использовано в ;/ :ройствах для возбуждений колебаний , в скважинах в целях увеличения несети гаэоотдачи продуктивных плас:тов .

Иавестен электромагнитый ис;точник колебаний, в котором стержневые электромагниты, ориентированн ые противоположно, отделены друг от дру:га диамагнитными прокладками и рг.ботают в противофазе fljОднако источник колебаний 1акото типа обладает большими габаритами и не может быть опущен в скважину по обсадной колонне диаметром от 120 до 200 jJiM,

Наиболее близким по технической/ сущности к предлагаемому является электромагнитный возбудитель иоле-банийр содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размеи ены идентичные П-образные сердечники электромагнитов с кат а11ками намотанными на осевые стержни L 2 J,

Однако этот возбудитель создает только осевые колебания, а зозБргп якоря осуществляется с помощьк во;;вратной пружины требующей большего усилия Н создание колебаний и яв-ляющейся недолговечным ненадежным элементом, увеличивающим габариты устройства.

Цель изобретения - уменьшение i aбаритов и повьииение надежности возбудителя .

Поставленная цель достигается тем, что Б электромагнитном скважинном возбудителе колебаний, содержс -щем цилиндрический Kopriyc, внутри которого размещены идентичные П-образные сердечник -; злектромагнитов с катушками, намотанными на осевыг; стержни, П-образные сердечники смещены относительно друг друга по возбудителя вдоль оси корпуса н расположены парами из параллельно соединенных и одинаково ориентированых сердечников, снабжённых полюсными наконечниками в виде треугольных призм, наибольшими сторонами прикрепленных к боковым поверхностям полюсоб сердечников, причем с«;рдачники одной пары расположены ме)1(-ду сердечниками другой пары полюса которых ориентированы противоположно, а нанменыиая сторона призм

накокечнхкоБ не превышает L Iиpины по.пюсов сер-дечников.

Кроме Toio, корпус выполнен с кольг1.евы1МИ буртиками ,

На фиг, 1 предстзлзлена конструкт -1Еная схема счсважинного электромагнитного во:;Ьудителя колайаняй; на фиг. 2 -- PC;.;)рез й-А на фиг. 1,

Электрор.;агнитный скважинный. возбудитель колебаний состоит 1з цилиндрическсго корпуса 1, выполненного из Гнитного материала с колцевыми ,бур1икамй 2, внутри которого на вертика1:и расположены П-образные электромагниты. Электромагниты состоят из осе--вык стержней 3-6, на котб.рых размещены обмотки 7-10 полюсов 11, Оси симметрии (.-..гержней совп.адают с центральной вертикальной осью cи -aлeтi;;ии возбудителя 12. система каждого и::; электроi-iarHHTOB. обг азована П образным серддчником, состолш.им из стержня и ДЕух полюсо и обсадной трубы скважу.ны 13. которая выполнена из магнктныХ сталей, Полюса каждого электромагнита направлены перпендик лярно оси 12 возбудителя в сторону обса,Д1.ой трубы 13.

П-образные сердечники объединены в две групп ы, каждая из которых содержит четное число сердечников 3 и 4,. 5 и б, Полюса камедсй группы орeEiTripoBaHbi во взаимно противоположных направлениях. Электромагниты каждой группы расположены симметрично относительно центра массы 14 возбудителя, котэрый находится на его оси 12, Это значит, что пара одной группы серд-чников 3 и 4 размещена между сердечниками другой группы 5 и 6„ Этим достигается то, что результирующая сила тяги от действия всех эле;-стромагнлтов каждой группы приложена к центоу массы возбудителя. Противоположно ориентированные сердечники эле; тромагнитов отделены друг от друга диамагнитными прокладками 15 и 15 .

Рабочий .зазор электромагнитов образуется 1ежду торцовой поверхностью каждого полюса 17 {фйг.2,) и о(5садной трубой 13, поутог гу элек г ромагнитная сила, действующая на возбудитель, притягивает его к обса,цной трубе ,

Для увеличения тягового усилия, которое пропорционально площади сечения магнитного потока в рабочем зазоре электромагнита, на полюса крепятся полюсные наконечники 18 и 19, увеличива ощие площадь сечения полюса. Полюсные наконечники выполнены в форме призмы, в основании которой лежит неравносторонний треугольник. Длина его наибольшей стороны 20 равна длине полюса.

Результирующие электромагнитные силы, действующие на возбудитель колебаний, направлены вдоль поперечной оси 21. Оки состоят из сил, совпадающих с осью 21, перпендикулярных к торцовой поверхности полюса 17 и пар сил, направленных под углами eL к данной оси, перпендику-. лярных к боковым поверхностям Iff и 19, Кажд.ая чз боковых поверхностей 22 и 23 полюсного наконечника образует угол oi. с торцовсл поверхЕюстью полюса 17. Для обеспечения устойчивости движения возбудитепя необходимо, чтобы.электромагнигные« силы, направленные под углом к оси 21 симметрии, были меньше сил, совпадающих -по направлению с указанной осью. Для этого необходимо, чтобы стороны 22 и 23 полюсных наконечников (наименьшие стороны треугольников, лежащие в основании наконечников были меньше ширины торца полюса 17.

Сверху и снизу корпус 1 возбудителя закрывается диамагнитными крышками 24 и 25. Образ.ующаяся замкнутая полость, содержащая катушки и сердечники электромагнитов, заполняется термостойким компаундом. Таким образом, система электромагнитов внутри корпуса образуе монолитную систему, защищенную от вибрации. Возбудитель подвешивается на каротажном кабеле 26, через который осуществляется питание обмоток электромагнитов.

Электромагнитый скважинный возбудитель колебаний работает следуюв им образом,

На сгруппированные обмотки электромагнитов поочередно подаются импульсы напряжения. Таким и «г1ульсы вырабатываются в различных схемах, например, в тиристорных коммутаторах, в которых происходит поочередное подключение обмоток к источнику питаквдего напряжения о

Пусть в данный момент запитаны катушки 7 и 8, Электромагнитная

сила притягивает возбудитель к правой стенке обсадной трубы. Возбудитель движется вправо, нанося удар по обсадной трубе. После этого обмотки 7 и 8 отключаются от питающего, источника напряжения, и присоединяются к источнику обмоток 9 и 10 Электромагнитная сила притягивает возбудитель к левой стенке обсадной трубы, возбудитель движется влево, нанося удар по обсадной трубе. После этого обмотки 9 и 10 отключаются от источника питания, к нему присоединяются обмотки 7 и 8 и цикл повторяется.

Для того, чтобы движение возбудителя колебаний было устойчивым, без замкг ания, необходимо, чтобы длительность импульсов тока в обмотках 7-10 была больше времени движения возбудителя колебаний от одной стенки скважины до другой При этом возбудитель, нанеся удар по стенке, удерживается около нее, дожидаясь переключения обмотки, за это время корпус 1 возбудителя за счет дейст5ву:оцих на него электромагнитных сил занимает положение, когда его ось 21 проходит по диаметру обсадной трубы 1 3 .. .

Выравнивание оси возбудителя про0исходит за счет того, что боковые поверхности 22 и 23 полюса выбраны по площади меныае его торцовой поверхнос1и 17 импульсов подобрано экспериментальным путем или в

5 результате расчета колебательного прсщесса.

Предлагаемый электромагпитый скважинный возбудитель колебаний ; осуществляет вибрационное воздейст0вие на приэабойную зону продуктив.ных пластов нефтяных и газовых скважин. Причем вибрационное воздействие осуществляется в низкочастотном диапазоне (частота от 10 до 50 Гц ), Из5 BecTHOf что чем ниже частота вибрации, тем глубже ее проникновение в пласт, Предлагаег .ый возбудитель, работая на указанных частотах, обеспечивает глубину проникновения колебаний в пласт от 1,5 до 3 м, что позво0ляет очистить нефте- и газоносные кап1;лляры коллектора от пластовых вод, прогиьшочной жядкости и осадка от бурового раствора. Применение предлагаемого электромагнитного

5 сквал инного возбудителя колебаний для увеличения продуктивности нефтяных и газовых скважин увеличивает дебит скважин в раза.

/t/

/

ff