Электродный узел электроразрядногоиСТОчНиКА КОлЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК G01V1/04 

(54) ЭЛЕКТРОДНЫП УЗЕЛ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА КОЛЕБАНИЙ

кумулятивную камеру, находится на определенном расстоянии от внутренней поверхности обсадной колонны. Между электродом-острием и поверхностью колонны создается высокий потенциал, в результате чего между ними возникает электрический разряд, обраэунвдий электрогидравлический удар. Энергия этого удара благодаря фокусирукхчему действию кумулятивной камеры 8 виде мощных звуковых импульсов передается через слой металла колонны и цементное кольцо в породу (31.

Устройству присущи следующие недостатки :

1.При применении данного устройства для очистки фильтров скважин качественная очистка не мэжет быть достигнута, так как в определенном положении корпуса излучателя воздействие оказывается на ограниченный участок поверхности фильтра скважины. Для обработки всей поверхности фильтра необходимо изменять положение излучателя, что не представляется целесообразным.

2.ИскровьШ разряд происходит в ограниченном кумулятивной камерой обеме. КрО14е того, относительная разоби{енность жидкости, находящейся

в кумулятивной кгциере, от основной массы жидкости в сквгикине не обеспечивает циркуляции жидкости вокруг корпуса генератора. Все это вызывает перегрев генератора и ухудшение его характеристик.

3.Работа излучателя происходит

в непроводящей среде. Отсюда необходимость в специальном высоковольтном источнике электроэнергии, а также повьааенные требования к изоляции. Кроме того, большая мощность разрядов приводит к раздутию или даже к разрушению сетки фильтра.

4.Частота электрических разрядов невелика и несравнима с собственной частотой колебаний каркаса и сетки фильтра. Вследствие этого не могут возникнуть резонансные явления, способствуквдие лучшей очистке фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являемся электродный узел электроразрядного источника колебаний, содержащий токо 1роводящий стержень и коаксиальный ему тркопроводящий цилиндр, разделенные диэлектрикоМу и группу каналов, выполненных в диэлектрике и токопроводящем цилиндре перпендикулярно его оси 47 .

Недостатки устройства состоят в том, что для возбуждения колебаний при электроискровом разряде в непроводящей среде требуется наличие специального источника высокого напряжения. Кроме того, не обеспечивается направленность циркуляции жидкости.

вследствие чего происходит неравномерный прогрев устройства, отсутствует строгая направленность излучения и, как следствие, нет стабилизации параметров возбуждаемых колебаний.

Цель изобретения - расширение области применения и стабилизация рабочих параметров.

Поставленная цель достигается тем, что в токопроводящем стержне выполнена полость, сообщающаяся с каналами.

Один из крайних каналов выполнен с меньшей площадью, чем другой крайний канал..

Каналы выполнены суживак1димися в сторону окружающей жидкости.

На фиг. 1 изображен генератор в однофазном исполнении, общий вид на фиг. 2 - генератор в трехфазном исполнении, общий вид.

Электродный узел содержит металлический корпус - токопроводящий цилиндр 1 с расположенным в нем токопроводящим стержнем 2, выполненнъал из проводящего и стойкого к коррозии материала, снабженным полостью, диэлектрик 3, заполняющий пространство между корпусом и стержнем, и узел 4 крепления и подключения кабеля 5. Каждьй стержень 2 в верхней и нижней части соединен с окружающей жидкостью сужакяцимися каналами 6 в диэлектрике, причем верхний канал каждого электрода выполнен с меньшей цпоздадью сечения, чем нижний. Вокруг выходных отверстий этих каналов в корпусе генератора выполнены изоляционные вставки 7 из теплостойкого материала, например керамические.

Источником энергии,, обеспечивающим работу устройства, является элетронный генератор импульсов, имекяций крутой передний фронт (для повьшюния амплитуды колебаний жидкости) и частоту следования до 1 кГц, которая оказывается близкой к собственной частоте колебаний каркаса и сетки фильтра.

Электронный генератор импульсов питается от промышленной сети переменного тока напряжением 220-380 в. Одна его выходная клемма подсоединена к полому стержню 2, а другая - к корпусу электроразрядного узла жидкости и к каркасу фильтра.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в жидкости, заполняющей скважину, где установлен генератор, растворяют вещество, создакздее электролит (например NaCI или концентрированная соляная кислота), JSpyriiM вариантом является размещение вещества, создаю11его электролит, внутри полых стержней 2. В этом случае необходимо брать вещество, находящееся в твердом состоящий (например NaCl).

При подключении кабеля 5 к источнику питающего напряжения между полым стержнем 2 и корпусом 1 (либо каркасом фильтра) начинает протекат ток через верхний и нижний сужакмдиеся каналы.

При этом наибольшая плотность тока и, следовательно, наибольший местный нагрев жидкоеxi: будет в самой узкой части каналов вблизи iK верхности корпуса, где в результате электролиза происходит наиболее обильное выделение газовых пузырьков. Вследствие этого в следуквдий период времени ток проходит только между отдельными каналами. Это приводит к дальнейшему мгновенному нагреву прилегающего слоя жидкости, образованию парового пузыря и колебанию электролита. Благодаря су-., жарадимся каналам колебания имеют направленный характер (перпендикуляно к поверхности корпуса), чем достигается качественная очистка фильтра скважины.

Благодаря тому, что для каждого электрода верхний канал выполнен е меньшей площадью поперечного сечения, чем нижний - нагрев жидкости и, следовательно,, давление паров насыщения в паровом пузыре, образующемся на выходе верхнего канала, больше, чем на выходе нижнего. Следовательно, у поверхности корпуса электроразрядного узла имеет место разность давлений в каждый момент пульсации и, таким образом, возникает циркуляция жидкости .вне электроразрядного узла сверху вниз, что ускоряет осаждение продуктов очистки фильтра. Выполнение электроразрядного узла польвл обеспечивает круговую циркуляцию снаружи и внутри корпуса, что создает условия для прелс/твращения перегрева электрораэрядного узла, т. е. для стабилизации параметров колебаний. Этоьо же способствует наличие изоляционных те плостойких вставок в корпусе, обрв;млякяаих выходные отверстия каналов и обладамщях малой теплопроводностью.

; Во втором варианте работы устройства, т.е. в случае размещения в полых электродгж вещества, образуивдего при растворении его в жидкости электролит, непроводящая жидкость окружающая генератор в процессе циркуляции через электроды растворяет размещенное там вещество и выходит HapysTcy генератора, создавая возле его поверхности проводящий слой.

Наличие в конструкции генератора сужагачихся каналов б в диэлектрике, а также выполнение стержней 2 полыми позвол.яет повысить качество очистки фильтров скважин за счет направленности колебаний жидкости. Кроме того, такая конструкция обеспечивает вывод пульсирующего парового пузыря за пределы корпуса генератора и круговую циpкyляц i.J жидкости .по пути каналы - электрод - окружающая жидкость. Благодаря этому удается снизить внутреннюю температуру со 150°до 31°С при температуре окружающей жидкости 20°С, что приводит к улучшению и стабилиза0ции параметров колебаний. Выполнение для каждого электрода верхнего сужающегося.канала с меньшей площадью поперечного сечения, чем нижнего, обеспечивает направленность

5 циркуляции жидкости вне генератора сверху вниз и, следовательно, ускорение процесса осаждения продуктов очистки фильтра. Размещение в полых электродах вещества, создающего при растворении его в жидкости

0 электролит, дает возможность возбуждать колебания в непроводящей жидкости. Приближение частоты колебаний генератора к собственной частоте колебаний каркаса и сетки филь5тра вызывает возникновение резонансных явлений, способствующих лучшей ;очистке фильтра.

Формула изобретения

1.Электродный узел электрораз0рядного источника колебаний, содержащий токопроводяадий стержень и коаксисшьный ему токоп ровсдявдий цилиндр, разделенные диэлект1 иком, и группу каналов, выполнении в диэлектрике

5

и токопроводящем цилигщре перпендикулярно его оси, о Ф л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения и стабилизации рабочих параметров, в то0копровод5вдем стержне выполнена полость, сооачающгшся с кадаалами.

2.Электродный узел до п. 1, о тпичающийся ,что один из крайних каналов выполнен с меньшей площадью; чем другой крайний канал.

5

3.Электродный узел по п 1, отличающийся тем, что канаюл ваполиены. суживаи пи №са в сторону окружакядей жидкости.

Источники информации,

Q принятые во внимание яри экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 175678, кл. В Об В 1/02, 1965.

2.Авторекое свидетельство СССР № 174017, кя. S 06 В 1/02, 1965.

5

3.Авторское свидетельство СССР 410351, кл. 6 01 V 1/40, 1974.

4.{ льницкий Л.М. и Фатёшибе,ков М.Х. Разработка методики сейсмоакустическоро профилирования при изучении геологического строения

0 береговой зоны Кавказского побережья Черного моря для решения инжвнврно.геологических задач. Отчет. Фонды МГУ им. JtoMOHOCOBa, М., 1973 с. 1213 (прототип).

5