本發(fā)明涉及石油開采技術領域，更具體的說是沖擊波造縫裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

我國絕大多數(shù)油田已進入開發(fā)的中后期，在長期的開采、后期作業(yè)和注水的過程中，由于固體顆粒的運移、原油中蠟質成分的析出，以及打井、完井和后期作業(yè)時的外來污染，在近井地帶通常會造成嚴重的堵塞，壓降漏斗大大增加，致使油流很難或不能流入井筒，成為低產井或停產井。目前我國的油田均不同程度的存在此類問題，成為油田開發(fā)、提高采收率的最大困惑。

油田常用的增產和提供采收率的方法有水力壓裂、酸化處理、超聲波和機械震動解堵增產。水力壓裂設備龐大、成本高、形成的裂縫單一，同時也會對地層形成不同程度的二次污染，對于解決近井地帶堵塞問題作用不明顯。酸化處理工藝復雜、作業(yè)周期長、成本高、化學藥劑的運輸及生態(tài)環(huán)保要求高，化學反應的殘留物也是地層二次污染的來源。超聲波和機械震動方法雖然經(jīng)過了長時間的研究和應用，但效果有限，未得到廣泛推廣。此外還有高能氣體壓裂技術，高能氣體壓裂是利用推進劑火藥在油井射孔段高速燃燒，幾個毫秒內產生大量的高溫高壓氣體，壓裂地層，形成一定量的新裂縫，提高井眼周圍的導流能力，實現(xiàn)增產增注的目的，目前在我國一些油田還在應用中(如長慶、吐哈等)。其缺陷是所產生壓力的可控性差，有可能損壞套管，還有火藥燃燒的完全性不能保證。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種沖擊波造縫裝置及系統(tǒng)，能夠利用沖擊波實現(xiàn)造縫，比現(xiàn)有技術采用化學腐蝕、爆炸等方式具有更良好的優(yōu)勢，不會帶來二次傷害，不損傷套管。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來具體實現(xiàn)：

沖擊波造縫裝置，包括地上控制端、射孔電纜和高能沖擊波發(fā)生器，其中所述控制端通過所述射孔電纜與所述高能沖擊波發(fā)生器的殼體連接，并且所述射孔電纜的電纜芯體與所述高能沖擊波發(fā)生器的蓄能部件連接。

所述高能沖擊波發(fā)生器包括升壓整流部分、薄膜儲能電容、放電控制部分和沖擊波放電部分，其中所述升壓整流部分的輸入端與所述射孔電纜的電纜芯體連接，所述升壓整流部分的輸出端與所述薄膜儲能電容的輸入端連接，以對所述薄膜儲能電容充電，所述薄膜儲能電容的輸出端與所述放電控制部分連接，所述放電控制部分控制所述沖擊波放電部分進行放電。

所述高能沖擊波發(fā)生器的整體為回轉體結構，并且所述高能沖擊波發(fā)生器的前端設有錐狀導向部，高能沖擊波發(fā)生器的尾端設有錐狀連接部。

升壓整流部分、薄膜儲能電容、放電控制部分和沖擊波放電部分同軸設置在所述高能沖擊波發(fā)生器的殼體內，使所述高能沖擊波發(fā)生器的重心位于所述高能沖擊波發(fā)生器的軸線上。

所述薄膜儲能電容采用外包金屬保溫套的中空圓柱體薄膜脈沖電容，以確保井下高溫的需求。

所述沖擊波放電部分包括相對設置的上電極和下電極，其中上電極后端的導電柱穿過絕緣體與所述放電控制部分連接，所述下電極被固定在底座上，在所述上電極和下電極之間保留一放電間隙，并且所述上電極和所述下電極均設置在電極液中，所述電極液、所述上電極、所述下電極被密封地設置于所述沖擊波放電部分內部由絕緣體、底座以及保護套圍成的柱形空間內，并且由保護套將所述柱形空間密封。

所述沖擊波放電部分的電極采用由耐強電流燒蝕的金屬材料制成的面-面電極。

所述沖擊波放電部分的電極液的電導率為0.5-1.0ms/cm。

所述底座的頂部成型為所述錐狀導向部。

沖擊波造縫系統(tǒng)，包括以上所述沖擊波造縫裝置和地面射孔車，所述地上控制端設置在所述地面射孔車上，在所述地面射孔車上還設有用于射孔電纜的繞線裝置，所述繞線裝置能夠釋放所述射孔電纜。

本發(fā)明提供的沖擊波造縫裝置及系統(tǒng)，在油井的液體環(huán)境中瞬間釋放高電壓、強電流的電能即可產生高壓等離子體，以沖擊波的形式向徑向傳播，通過油井的射孔孔眼作用于油層，在近井地帶產生大量的不受地應力控制的裂縫，同時清除射孔孔眼附近的各種污染堵塞物，大大提高近井地帶的滲透性，降低壓降漏斗，使原油順利的流入井筒，實現(xiàn)油井增產、水井增注。

附圖說明

下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1是本發(fā)明實施例所述沖擊波造縫系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例所述高能沖擊波發(fā)生器的結構示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例所述沖擊波釋放電部分的結構示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例所述放電控制部分真空開關的控制電路圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明具體實施例及相應的附圖對本發(fā)明技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-3所示，本發(fā)明實施例給出了一種沖擊波造縫裝置，包括地上控制端、射孔電纜2和高能沖擊波發(fā)生器3，所述高能沖擊波發(fā)生器用于被所述射孔電纜2沿著油井下放到井下作業(yè)。

將所述地上控制端設置在地面射孔車1上，即構成了本發(fā)明另一實施例所述沖擊波造縫系統(tǒng)。具體地，在所述地面射孔車1上還設有用于射孔電纜的繞線裝置，所述繞線裝置能夠釋放所述射孔電纜。

本發(fā)明的具體作業(yè)實施程序如下：

(1)按照本發(fā)明的技術要求選擇適合的油井或注水井；

(2)根據(jù)所選井的具體地質和油藏情況制定針對性的施工作業(yè)方案；

(3)油井的施工前的準備：起出待施工井內的生產管柱，用適當?shù)耐ň?guī)通井，以確保井下高能沖擊波發(fā)生器3順利下入井中設計的位置；

(4)地面射孔車1通過射孔電纜2利用準確的深度定位系統(tǒng)將井下高能沖擊波發(fā)生器3傳輸?shù)皆O計的深度；

(5)地面射孔車1通過車內的地上控制端向井下高能沖擊波發(fā)生器3供電并控制沖擊波的產生，完成在井下設計施工段的多次多點作業(yè)，實現(xiàn)地層的造縫解堵過程；

(6)作業(yè)完成后，地面射孔車1將井下高能沖擊波發(fā)生器3起出井筒，完成高能沖擊波造縫解堵過程；

(7)根據(jù)生產要求，向井內下入生產管柱，正常開井生產。

本發(fā)明的高能沖擊波發(fā)生器3包括：升壓整流部分4、薄膜儲能電容5、放電控制部分6和沖擊波放電部分7；以上各部分相互之間全部采用常規(guī)的油田井下儀器規(guī)范連接，完全能夠保證強度、密封和良好的導電性能。

本發(fā)明的高能沖擊波發(fā)生器3的外殼采用小直徑的油田井下儀器常用的金屬材料，其外徑為89mm，完全可適用于所有類型尺寸的井眼。所述高能沖擊波發(fā)生器3包括升壓整流部分4、薄膜儲能電容5、放電控制部分6和沖擊波放電部分7，其中所述升壓整流部分4的輸入端與所述射孔電纜2的電纜芯體連接，所述升壓整流部分4的輸出端與所述薄膜儲能電容5的輸入端連接，以對所述薄膜儲能電容充電，所述薄膜儲能電容5的輸出端與所述放電控制部分6連接，所述放電控制部分6控制所述沖擊波放電部分7進行放電。

升壓整流部分4將由地面射孔車1通過射孔電纜2輸送的常規(guī)低壓交流電升壓整流為高壓直流電輸出給薄膜儲能電容5充電，并存儲在其中。

常規(guī)低壓交流電采用井場或地面射孔車1車載的220V/50Hz的交流電。

薄膜儲能電容5采用專用研制的中空圓柱體薄膜脈沖電容，外加金屬保溫套，耐溫可達125℃，額定電壓35KV，單次放電能量5KJ以上，壽命超過10000次，最大施工井深可達4500m。

放電控制部分6包括高壓真空開關及其控制電路；當薄膜儲能電容5充電到設定的電壓值時，控制電路向高壓真空開關發(fā)出迅速導通指令，將薄膜儲能電容5的高壓電能瞬間釋放到?jīng)_擊波放電部分7上，擊穿電極間的液體，形成高溫等離子體，產生高壓沖擊波。

放電控制部分6所選用的高壓真空開關的額定電壓為40KV，可承載45KA以上的強電流。

放電控制部分6的高壓真空開關控制電路如圖4所示，其工作過程為：變壓器T輸出的交流高壓經(jīng)整流管D1整流為高壓直流，對電容C1充電并維持1-2KV的高壓，R為限流電阻，當薄膜儲能電容5充電達到預設的電壓值時，晶閘管SCR的G端將接受到一個觸發(fā)信號，SCR導通，此時電容C1儲存的直流高壓經(jīng)脈沖變壓器T2進行陡化升壓，T2的輸出端將產生足可以激發(fā)真空開關的高壓，從而使真空開關導通，薄膜儲能電容5向沖擊波放電部分7放電。放電結束后，真空開關斷開，薄膜儲能電容5進行第二次充電和放電，如此重復，實現(xiàn)本發(fā)明的高能沖擊波發(fā)生器裝置的多次高能放電目的。

電容C2的作用是為了確保高壓真空開關有更好的觸發(fā)時延和抖動。

沖擊波釋放電部分7包括上電極8、下電極9、絕緣體10、金屬外殼11和保護套12，所有以上部件均以金屬外殼11的中軸線為中心同軸分布；上下電極浸沒在由絕緣體10、金屬外套11、底座和保護套12嚴格密封起來的電極液13中。所述沖擊波放電部分包括相對設置的上電極8和下電極9，其中上電極8后端的導電柱穿過絕緣體10與所述放電控制部分7連接，所述下電極9被固定在底座上，在所述上電極8和下電極9之間保留一放電間隙，并且所述上電極8和所述下電極9均設置在電極液13中，所述電極液13、所述上電極8、所述下電極9被密封地設置于所述沖擊波放電部分7內部由絕緣體10、底座以及保護套12圍成的柱形空間內，并且由保護套12將所述柱形空間密封。

沖擊波放電部分7的上電極8為正極，下電極9為負極。

上電極8和下電極9是采用由耐強電流燒蝕的金屬材料制成的面—面電極，其壽命可達10000次以上。

所述沖擊波放電部分的電極液13電極液的電導率為0.5-1.0ms/cm，可使沖擊波電極最大限度的釋放出薄膜儲能電容的能量。

保護套12采用耐高溫、耐油、耐酸堿鹽腐蝕，且延展性高的橡膠材料。

上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中專業(yè)技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變化和改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。