CN113363098A - 一种井下作业的自熄弧放电开关结构 - Google Patents
一种井下作业的自熄弧放电开关结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113363098A CN113363098A CN202110337633.1A CN202110337633A CN113363098A CN 113363098 A CN113363098 A CN 113363098A CN 202110337633 A CN202110337633 A CN 202110337633A CN 113363098 A CN113363098 A CN 113363098A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insulating layer
- discharge switch
- electrode
- nut
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
Landscapes
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Abstract
一种井下作业的自熄弧放电开关结构，包括：上端电极部分、下端电极部分、绝缘熄弧部分；所述上端电极部分包括上部接线端、上端电极、固定螺母、紧定螺钉和紧定螺母。所述下端电极部分包括下部接线端、下端电极、固定螺母、紧定螺钉和紧定螺母。所述绝缘层包括上端绝缘层、中部绝缘层、下端绝缘层和C型电磁铁。通过上述结构，可以使装置在井下保证良好密封性、绝缘性。脉冲放电开关电极材料采用钨铜合金，抗电腐蚀能力强。利用固定螺母和紧定螺母使得放电开关电极间隙可调，使装置的放电电压等级可调。利用C型电磁铁放电区域形成磁场，电弧在磁场作用下弯曲后更容易熄灭，增强了电极间的绝缘恢复能力，同时增加了开关电极的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于非常规页岩油气及脉冲功率领域，具体的涉及一种井下作业的自熄弧放电开关结构。
背景技术
我国页岩油气的地质条件复杂、埋藏深度深、地层年代老、水资源匮乏，页岩油气开发中存在很多的问题。但我国的页岩油气资源十分丰富，页岩气储量达36.1万亿立方米，居世界第一位，页岩油可开采量达50亿吨，仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位。随着技术的进步，中国页岩油气的发展前景十分广阔。
在非常规油气开发中，利用脉冲功率技术，采用与目标储层固有频率相同频率的高压强脉冲连续作用于目标储层，可以使目标储层进入共振状态，从而大幅提升储层孔隙度，促进储层裂缝发育，提高渗透率，达到页岩油气稳产、增产的目的。
国内外页岩油气井进行脉冲功率作业时常采用电极不可调的放电开关，该方法所用放电开关间隙固定，放电电压等级不可调节，不能针对不同的地层特征选择合适的放电电压。如果要改变放电的电压需要更换放电开关，操作复杂。本发明放电开关可以对放电电压等级进行调节，能有效作用在目标储层，引起储层共振，减少不必要的能量损耗。
脉冲功率技术在非常规油气开发中，需要利用高频高压的强脉冲对目标储层进行长时间连续作用，对放电开关中电极的要求极高。本发明放电开关所采用电极材料为钨铜合金，具有高硬度、强抗电腐蚀能力。放电开关电极采用可调节结构，最大限度减小电极损耗的同时增强了熄弧能力，增加电极使用寿命。
在井下施工作业，要求设备具有极高的绝缘密封性。本发明脉冲放电开关采用聚四氟乙烯材料的三层绝缘结构，为防止放电开关电极与外壁放电，采用了聚四氟乙烯材料的紧定螺丝，加强绝缘，抗压密封性高，适用于各种非常规油气井深度。
本发明涉及一种井下作业的自熄弧放电开关结构，可以使装置在井下高压条件下保证良好密封性和绝缘性。脉冲放电开关电极采用高抗电腐蚀钨铜合金材料并利用紧定螺母使得开关电极间隙可调，保证设备正常工作的同时，最大限度减小能量损耗，增加放电开关使用寿命。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种井下作业的自熄弧放电开关结构。其放电电压等级可调，能够自动熄灭电弧，绝缘密封性良好，且能够在高维压、高频率条件下连续工作，最大限度减小能量损耗，增加放电开关使用寿命。
本公开的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种页岩油气井作业脉冲放电开关结构，包括：上端电极部分、下端电极部分、绝缘熄弧部分；其中，
所述上端电极部分包括上部接线端、上端电极、紧定螺钉和紧定螺母，
所述上端电极通过螺纹调节高度，通过紧定螺母进行固定，
所述上部接线端与上端电极固定连接，
所述固定螺母通过紧定螺钉进行固定，
所述上端电极与固定螺母通过螺纹连接；
所述下端电极部分包括下部接线端、下端电极、固定螺母、紧定螺钉和紧定螺母，
所述下端电极通过螺纹调节高度，通过紧定螺母进行固定，
所述下部接线端与下端电极固定连接，
所述固定螺母通过紧定螺钉进行固定，
所述下端电极与固定螺母通过螺纹连接；
所述绝缘熄弧部分包括上端绝缘层、中部绝缘层、下端绝缘层和C型电磁铁，
所述C型电磁铁置于中部绝缘层内，
所述上端绝缘层与中部绝缘层通过螺纹连接，
所述上端绝缘层中部绝缘层与下端绝缘层通过螺纹连接；
优选的，所述上端电极与下端电极为钨铜合金。
优选的，所述可调电极与固定电极间隙为0.5-1.5mm。
优选的，所述绝缘层采用聚四氟乙烯材料。
优选的，所述上端电极与下端电极紧定螺钉采用不锈钢材料。
优选的，所述C型电磁铁铁芯采用硅钢材料。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
本发明所采用放电开关电极材料为钨铜合金，具有高硬度、强抗电腐蚀能力。电极采用可调节结构，放电电压等级可调，增加开关的使用寿命。绝缘层材料为聚四氟乙烯，采用三层结构，耐压等级高，绝缘性能良好。通电导线采用耐高温铜导线，导电性能好，耐久度高。
本发明提供的一种井下作业的自熄弧放电开关结构能有效克服传统放电开关的不足，绝缘恢复性能好，提高了脉冲放电频率的上限，同时减少了电极的损耗，增加开关的使用寿命。能对不同的目标储层选择不同的电压等级诱发储层共振，减少不必要的能量损耗，大幅提升储层孔隙度，促进储层裂缝发育，提高渗透率，达到页岩油气稳产、增产的目的。
附图说明
图1是根据本发明的一种井下作业的自熄弧放电开关结构图。
附图标记说明如下：
1-1、上部接线端；1-2、紧定螺母；1-3、紧定螺钉；1-4、固定螺母；1-5、上端电极；2-1、下部接线端；2-2、紧定螺母；2-3、紧定螺钉；2-4、固定螺母；2-5、下端电极； 3-1、上端绝缘层；3-2、中部绝缘层；3-3、下端绝缘层；3-4、C型电磁铁。
图2是一种井下作业的自熄弧放电开关结构图中C型电磁铁。
附图标记说明如下：
4-1、通电导线；4-2、铁芯。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种井下作业的自熄弧放电开关结构，包括：上端电极部分、下端电极部分、绝缘熄弧部分；其中，
所述上端电极部分包括上部接线端1-1、紧定螺母1-2、紧定螺钉1-3、固定螺母 1-4和上端电极1-5，
所述上部接线端1-1与上端电极1-5固定连接，
所述上端电极1-5通过螺纹调节高度，通过紧定螺母1-2、紧定螺钉1-3与固定螺母1-4固定；
所述可调电极部分包括下部接线端2-1、紧定螺母2-2、紧定螺钉2-3、固定螺母 2-4和下端电极2-5，
所述下部接线端2-1与下端电极2-5固定连接，
所述下端电极2-5通过螺纹调节高度，通过紧定螺母2-2、紧定螺钉2-3与固定螺母2-4进行固定；
所述绝缘层包括上端绝缘层3-1、中部绝缘层3-2、下端绝缘层3-3与C型电磁铁 3-4；
如图2所示，所述C型电磁铁包括通电导线4-1与铁芯4-2；
所述通电导线4-1与铁芯4-2缠绕连接；
优选的，所述放电开关上端电极与下端电极为钨铜合金。
优选的，所述可调上端电极与下端电极间隙为0.5-1.5mm。
优选的，所述绝缘层采用聚四氟乙烯材料。
优选的，所述上端电极与下端电极紧定螺钉采用不锈钢材料。
优选的，所述C型电磁铁铁芯采用硅钢材料。
本发明所采用放电开关电极材料为钨铜合金，具有高硬度、强抗电腐蚀能力。电极采用可调节结构，放电电压等级可调，增加开关的使用寿命。绝缘层材料为聚四氟乙烯，采用三层结构，耐压等级高，绝缘性能良好。电磁铁铁芯采用硅钢材料，更容易磁化且消磁快，控制性能好。
本发明提供的一种井下作业的自熄弧放电开关结构能有效克服传统放电开关的不足，绝缘恢复性能好，提高了脉冲放电频率的上限，同时减少了电极的损耗，增加开关的使用寿命。能对不同的目标储层选择不同的电压等级诱发储层共振，减少不必要的能量损耗，大幅提升储层孔隙度，促进储层裂缝发育，提高渗透率，达到页岩油气稳产、增产的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种井下作业的自熄弧放电开关结构，其特征在于包括以下结构：上端电极部分、下端电极部分、绝缘熄弧部分；所述上端电极部分包括上部接线端、上端电极、紧定螺钉和紧定螺母；所述下端电极部分包括下部接线端、下端电极、固定螺母、紧定螺钉和紧定螺母；所述绝缘层包括上端绝缘层、中部绝缘层、下端绝缘层和C型电磁铁。
2.根据权利要求1所述的一种井下作业的自熄弧放电开关结构，其特征是上端电极、下端电极采用高硬度、高抗电腐蚀的钨铜合金材料。
3.根据权利要求1所述的一种井下作业的自熄弧放电开关结构，其特征是上端电极和下端电极可利用紧定螺母，调节两电极的间隙距离。
4.根据权利要求1所述的一种井下作业的自熄弧放电开关结构，其特征是绝缘熄弧部分的熄弧能力可以通过其它电路调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110337633.1A CN113363098A (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种井下作业的自熄弧放电开关结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110337633.1A CN113363098A (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种井下作业的自熄弧放电开关结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113363098A true CN113363098A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77525066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110337633.1A Pending CN113363098A (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种井下作业的自熄弧放电开关结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113363098A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001118450A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 接点装置 |
| US20100157501A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Tdk Corporation | ESD protection device and composite electronic component of the same |
| JP2010177164A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | 消弧装置 |
| US20120200376A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Lsis Co., Ltd | Vacuum interrupter for vacuum circuit breaker |
| CN104903985A (zh) * | 2012-12-05 | 2015-09-09 | 西门子公司 | 开关装置 |
| CN209056432U (zh) * | 2018-11-23 | 2019-07-02 | 上海为鹏科技有限公司 | 一种大功率直流电器开关 |
| CN110821432A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-21 | 中国石油大学(华东) | 一种井下作业脉冲放电开关结构 |
-
2021
- 2021-03-30 CN CN202110337633.1A patent/CN113363098A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001118450A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 接点装置 |
| US20100157501A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Tdk Corporation | ESD protection device and composite electronic component of the same |
| JP2010177164A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | 消弧装置 |
| US20120200376A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Lsis Co., Ltd | Vacuum interrupter for vacuum circuit breaker |
| CN104903985A (zh) * | 2012-12-05 | 2015-09-09 | 西门子公司 | 开关装置 |
| CN209056432U (zh) * | 2018-11-23 | 2019-07-02 | 上海为鹏科技有限公司 | 一种大功率直流电器开关 |
| CN110821432A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-21 | 中国石油大学(华东) | 一种井下作业脉冲放电开关结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10400567B2 (en) | Pipeline descaling and rock stratum fracturing device based on electro-hydraulic pulse shock waves | |
| US10858913B2 (en) | Permeability enhancement method for coalbed methane wells by using electric pulse detonation fracturing technology | |
| US5502354A (en) | Direct current energized pulse generator utilizing autogenous cyclical pulsed abnormal glow discharges | |
| CN104563882A (zh) | 等离子钻井钻头 | |
| CN210829146U (zh) | 一种井下作业脉冲放电开关结构 | |
| CN105952426A (zh) | 一种基于液电脉冲激波的油井解堵增产装置 | |
| CN110821432A (zh) | 一种井下作业脉冲放电开关结构 | |
| CN113363098A (zh) | 一种井下作业的自熄弧放电开关结构 | |
| CN214384734U (zh) | 一种井下作业的三电极可控自熄弧放电开关装置结构 | |
| CN204511377U (zh) | 一种油井变频电磁加热装置 | |
| CN206972202U (zh) | 注水井外加电流法防腐装置 | |
| CN113241275A (zh) | 一种井下作业的三电极可控自熄弧放电开关装置结构 | |
| CN211598622U (zh) | 一种井下作业脉冲电极结构 | |
| CN109647598A (zh) | 一种用于固体水中破碎的高压脉冲装置 | |
| CN203377484U (zh) | 一种高压两电极气体电火花开关 | |
| CN102393113A (zh) | 一种过冷水冰浆连续制取装置 | |
| CN208089227U (zh) | 一种多电极对电破碎钻头及电破碎实验装置 | |
| CN205509040U (zh) | 一种缓释型离子接地极 | |
| CN204029567U (zh) | 水冷变压器 | |
| CN107959135A (zh) | 一种基于多性能的新型综合接地系统与构建方法 | |
| CN203923400U (zh) | 降低铝液水平电流的铝电解阴极结构 | |
| CN105185591A (zh) | 电容量渐小的线性可控电容器、大型打米机启动缓冲电路、电力机械 | |
| CN201919190U (zh) | 一种水中放电电极 | |
| CN210074184U (zh) | 一种垂直接地极 | |
| CN211128270U (zh) | 一种电弧炉的复合式电极装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210907 |