Современное состояние и перспективы развития конструкции электроразрядных погружных устройств для обработки скважин 15 24-33

Abstract

RU: Цель работы. Оценка современного состояния, особенностей конструкции и перспектив развития электроразрядных погружных устройств для обработки скважин. Методы исследования. Анализ принципа действия и конструктивного исполнения электроразрядных погружных устройств для обработки скважин. Полученные результаты. Обоснована необходимость использования многоступенчатых схем преобразования энергии электроразрядных погружных устройств для обработки скважин с учетом особенностей электроразрядного воздействия, критических условий обработки призабойной зоны скважины, повышенных требований надежности ко всем блокам погружной части комплекса и удаленности объекта обработки от источника электропитания. Рассмотрены особенности конструкции и характеристик электроразрядных погружных устройств ведущих мировых компаний (Новас (Россия), Blue Spark (Канада), I-Pulse (Франция), Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины), осуществляющих их производство и обработку нефтяных скважин. Установлено, что все действующие устройства имеют блочную структуру, причем непосредственно в зону нефтяного пласта на соединительном кабеле доставляются соединенные блоки зарядного устройства, емкостного накопителя энергии, высоковольтного коммутатора, электродной системы. Установлено, что параметры электрического разряда в установках разных компаний изменяются в широких пределах (разрядное напряжение от 2,5 до 30 кВ, энергия в импульсе u1086 от 1 до 2 кДж), коммутирование энергии в разрядной цепи может быть как управляемым, так и неуправляемым, а для преобразования электрической энергии в акустическую используется как электрический взрыв проводника, так и свободный искровой разряд в скважинной жидкости или специально приготовленном водном растворе с заданными в зависимости от условий в скважине электрическими характеристиками. Определены перспективы развития электроразрядного оборудования и технологии для повышения притока нефти в скважины. Выделены коммерческоэкономический, научно-технологический и технический аспекты перспектив развития данного направления в Украине. Научна новизна. Обоснована необходимость использования многоступенчатых схем преобразования энергии при проектировании электроразрядных погружных устройств для обработки скважин. Определены коммерческо-экономический, научно-технологический и технический аспекты перспектив развития оборудования и технологии для повышения притока нефти в скважины. Практическая ценность. Анализ технических разработок ведущих мировых компаний в области повышения притока нефти в скважины с использованием высоковольтного электрического разряда позволил определить дальнейшие пути совершенствования отечественной технологии и оборудования, что позволит внести существенный вклад в энергонезависимость Украины. UK: Мета роботи. Оцінка сучасного стану, особливостей конструкції і перспектив розвитку електророзрядних заглибних пристроїв для обробки свердловин. Методи дослідження. Аналіз принципу дії і конструктивного виконання електророзрядних заглибних пристроїв для обробки свердловин. Отримані результати. Обґрунтовано необхідність використання багатоступеневих схем перетворення енергії електророзрядних заглибних пристроїв для обробки свердловин з урахуванням особливостей електророзрядного впливу, критичних умов обробки привибійної зони свердловини, підвищених вимог надійності до всіх блоків заглибної частини комплексу і віддаленості об'єкта обробки від джерела електроживлення. Розглянуто особливості конструкції і характеристик електророзрядних заглибних пристроїв провідних світових компаній (Новас (Росія), Blue Spark (Канада), I-Pulse (Франція), Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України), які здійснюють їх виробництво і обробку нафтових свердловин. Встановлено, що всі діючі пристрої мають блочну структуру, причому безпосередньо в зону нафтового пласта на сполучному кабелі доставляють з'єднані блоки зарядного пристрою, ємнісного накопичувача енергії, високовольтного комутатора, електродної системи. Встановлено, що параметри електричного розряду в установках різних компаній змінюються в широких межах (розрядна напруга від 2,5 до 30 кВ, енергія в імпульсі від 1 до 2 кДж), комутація енергії в розрядному колі може бути як керованою, так і некерованою, а для перетворення електричної енергії в акустичну використовують як електричний вибух провідника, так і вільний іскровий розряд у рідині свердловини або спеціально приготованому водному розчині з заданими в залежності від умов в свердловині електричними характеристиками. Визначено перспективи розвитку електророзрядного обладнання і технології для підвищення припливу нафти в свердловини. Виділено комерційно-економічний, науково-технологічний і технічний аспекти перспектив розвитку цього напрямку в Україні. Наукова новизна. Обґрунтовано необхідність використання багатоступеневих схем перетворення енергії при проектуванні електророзрядних заглибних пристроїв для обробки свердловин. Визначено комерційно-економічний, науково-технологічний і технічний аспекти перспектив розвитку обладнання та технології для підвищення припливу нафти в свердловини. Практична цінність. Аналіз технічних розробок провідних світових компаній в області підвищення припливу нафти в свердловини з використанням високовольтного електричного розряду дозволив визначити подальші шляхи вдосконалення вітчизняної технології та обладнання, що дозволить зробити істотний внесок в енергонезалежність України. EN: Purpose. Assessment of the current state, design features and development prospects of electric-discharge submersible devices for well treatment. Methodology. Analysis of the principle of operation and design of electric-discharge submersible devices for well treatment. Findings. The necessity of using the multi-stage energy conversion schemes for the electric-discharge submersible devices for well treatment is justified, taking into account the features of electric-discharge effects, critical conditions for processing the bottom-hole zone of the well, increased reliability requirements for all units of the submersible part of the complex and the remoteness of the processing object from the power source. The design features and characteristics of the electric-discharge submersible devices of leading world companies (Novas (Russia), Blue Spark (Canada), I-Pulse (France), the Institute of Pulse Processes and Technologies of the National Academy of Sciences of Ukraine engaged in its production and processing of oil wells are considered. It has been established that all operating devices have a block structure, herewith the connected blocks of a charge system, a capacitive energy storage device, a high-voltage switch, and an electrode system are delivered directly to the zone of the oil reservoir on the connecting cable. It was found that the parameters of the electric discharge in the installations of different companies vary within wide limits (discharge voltage from 2.5 to 30 kV, pulse energy from 1 to 2 kJ), energy switching in the discharge circuit can be either controlled or uncontrolled, and to convert electric energy into acoustic energy, an electric explosion of a conductor is used, as well as a free spark discharge in a borehole fluid or a specially prepared aqueous solution with electrical characteristics specified depending on the conditions in the borehole. The prospects for the development of electric discharge equipment and technology to increase the inflow of oil into the wells are determined. The commercial-economic, scientific-technological and technical aspects of the prospects for the development of this trend in Ukraine are highlighted. Originality. The necessity of using the multi-stage energy conversion schemes for the design of the electricdischarge submersible devices for well treatment is justified. The commercial-economic, scientific-technological and technical aspects of the prospects for the development of equipment and technology to increase the inflow of oil into the wells are determined. Practical value. The analysis of the technical developments of leading world companies in the field of increasing oil inflow into wells using a high-voltage electric discharge made it possible to identify further ways to improve domestic technology and equipment, which will make a significant contribution to Ukraine's energy independence.