RU2062490C1

RU2062490C1 - Device forming electromagnetic pulses

Info

Publication number: RU2062490C1
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Афиногенов; Н.А. Бритков
Original assignee: Институт горного дела СО РАН
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1996-06-20

Abstract

FIELD: petroleum refining industry. SUBSTANCE: invention can also be used for electric prospecting operations in geology, geophysics, mining industry. Device includes basic 8 and additional 9 thyristor flip-flops. First arm of additional flip-flop includes dipoles 3 with current direction opposite to that in dipoles 2. Pulse master generator 80 of central information and computation complex is fabricated in the form of generator 81 of fixed frequencies and encoder 82 of frequency sequence connected in series. Device 51 of pulse distribution includes twelve optronic keys 52-62, 67, decoder 63, pulse counter 64, zero wire 65 and instruction coder 66. EFFECT: enhanced operational efficiency and noise immunity while forming electromagnetic pulses. 9 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для формирования электромагнитных импульсов, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, а также при проведении электроразведочных работ в геологии, геофизике, горном деле, при получении неполярных жидкостей в химии. The invention relates to devices designed for the formation of electromagnetic pulses, and can be used in the oil industry, as well as when conducting electrical exploration in geology, geophysics, mining, when receiving non-polar liquids in chemistry.

Известно устройство для измерения параметров водоносных подземных горизонтов (а. с. N 1540515М, кл. G 01 V 3/14), содержащее радиочастотный генератор, входы управления которого соединены с выходами программно-управляемых регулятором амплитуды и длительности импульсов, а силовой выход соединен с силовым входом программно-управляемого переключателя, соединенного с проволочной петлей (диполем) и с усилителем, вход управления которого соединен с регулятором усиления, а выход соединен с информационным входом синхронного детектора, опорный вход которого соединен с опорным выходом радиочастотного генератора, а выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) соединен с первым информационным входом ЭВМ, выходы управления которой соединены с входами управления программно-управляемых регуляторов амплитуды длительности импульсов, радиочастотного генератора, программно-управляемого переключателя, регулятора усиления и АЦП, которое дополнительно содержит программно-управляемый измеритель фазы, опорный вход которого соединен с выходом радиочастотного генератора, информационный вход соединен с выходом усилителя, вход управления соединен с выходом управления ЭВМ, а выход соединен с вторым информационным входом ЭВМ. Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для воздействия электромагнитным излучением на водоносный горизонт, по отраженному вторичному полю которого судят о его минерализации, а наличие в устройстве одного диполя (проволочной петли) с программно-управляемыми регуляторами амплитуды и измерителем фазы посылаемых сигналов не позволяют создать направленной движущей силы на объем нефти в нефтяном пласте. A device is known for measuring the parameters of aquifers (aqu. Underground N 1540515M, class G 01 V 3/14), containing a radio frequency generator, the control inputs of which are connected to the outputs of the program-controlled amplitude and duration of the pulses, and the power output is connected to the power input of a software-controlled switch connected to a wire loop (dipole) and to an amplifier, the control input of which is connected to a gain control, and the output is connected to the information input of a synchronous detector, the reference input of which ohm is connected to the reference output of the radio-frequency generator, and the output through an analog-to-digital converter (ADC) is connected to the first information input of the computer, the control outputs of which are connected to the control inputs of the program-controlled frequency amplitude amplifiers, the radio-frequency generator, the program-controlled switch, the gain control and the ADC, which additionally contains a software-controlled phase meter, the reference input of which is connected to the output of the radio frequency generator, information in od connected to the output of the amplifier, a control input connected to control computer output, and an output coupled to a second data input of the computer. The disadvantage of this device is that it is intended for exposure to an aquifer by electromagnetic radiation, which reflects its mineralization by the reflected secondary field, and the presence of one dipole (wire loop) in the device with programmable amplitude controls and a phase meter of the sent signals do not allow create a directed driving force on the volume of oil in the oil reservoir.

Наиболее близким аналогом предлагаемому является устройство для формирования электромагнитных импульсов в земной коре (см. а.с. N 1485852 кл. G01V3/12), содержащее тиристорный триггер с системой управления тиристорами триггера, в одно плечо которого включены последовательно первый тиристор и балластное сопротивление, во второе плечо триггера включены последовательно второй тиристор и тиристорный реверсор, состоящий из третьего, четвертого, пятого и шестого тиристоров и дипольной активно-индуктивной нагрузки в диагонали, коммутирующий конденсатор, включенный между катодами первого и второго тиристоров триггера, в котором в реверсор дополнительно включены вспомогательный конденсатор и встречно направленные пары диод-тиристор, подсоединенные параллельно дипольной активно-индуктивной нагрузке, при этом общая точка соединения диодов и тиристоров подключена к первой обкладке вспомогательного конденсатора, вторая обкладка которого подключена к узлу диагонали питания реверсора, а также оно содержит дополнительный тириcтор, включенный параллельно тиристору второго плеча триггера, причем цепи запуска тиристоров второго плеча триггера основного и упомянутого дополнительного - объединены с цепями запуска тиристоров соответственно первого и второго плеч реверсора. The closest analogue to the proposed one is a device for generating electromagnetic pulses in the earth's crust (see AS No. 1485852 class G01V3 / 12), containing a thyristor trigger with a trigger thyristor control system, in which one first thyristor and ballast resistance are connected in series, a second thyristor and a thyristor reverser, consisting of the third, fourth, fifth and sixth thyristors and a dipole active-inductive load in the diagonal, switching capacitor, are connected in series to the second arm of the trigger anator connected between the cathodes of the first and second trigger thyristors, in which an auxiliary capacitor and counter-directed diode-thyristor pairs connected in parallel to the dipole active inductive load are additionally included in the reverser, while the common connection point of the diodes and thyristors is connected to the first lining of the auxiliary capacitor, the second lining of which is connected to the node of the diagonal of the power supply of the reverser, and it also contains an additional thyristor, connected in parallel with the thyristor of the second arm of the triggers EPA, the thyristor trigger circuit of the second latch arm of said main and supplementary - combined with chains run thyristors of the first and second arms of the reverser.

Основными недостатками этого устройства являются те, что они не позволяют формировать сигналы одному и тому же диполю в разные полупериоды со сдвигом фаз и разной амплитуды, а также сложность управления, при котором на 1 диполь используется 9 каналов управления и 9 тиристоров, дополнительные потери энергии через сопротивление 2, когда ток в диполь заперт. Перечисленные недостатки устройства не позволяют эффективно использовать его волновую энергию для создания направленной движущей силы на объем нефти в нефтяном пласте к добывающим скважинам. The main disadvantages of this device are that they do not allow generating signals to the same dipole in different half-periods with phase shift and different amplitudes, as well as the control complexity in which 9 control channels and 9 thyristors are used for 1 dipole, additional energy losses through resistance 2, when the current to the dipole is locked. The listed disadvantages of the device do not allow the efficient use of its wave energy to create a directed driving force on the volume of oil in the oil reservoir to the producing wells.

Технической задачей является повышение нефтеотдачи путем формирования направленных электромагнитных импульсов, упрощение и увеличение КПД и помехозащищенности. The technical task is to increase oil recovery by forming directional electromagnetic pulses, simplifying and increasing efficiency and noise immunity.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для формирования электромагнитных импульсов, содержащее основной тиристорный триггер, в первом плече которого включены диполи, подключенные через первые тиристоры к основному источнику питания, во второе плечо триггера включен второй тиристор, аноды первых тиристоров через разделительные диоды и дроссель подключены к аноду второго тиристора, управляющие электроды тиристоров через устройство формирования импульсов связаны с выходами задающего генератора импульсов центрального информационно-вычислительного комплекса радиоканалом через приемо-передающее устройство, снабжено дополнительным источником питания, включенным последовательно с основным и с заземлением их общей точки, при этом дополнительный источник питания нагружен на дополнительный триггер, в первое плечо которого включены дополнительные диполи с противоположным по отношению к основным направлением тока, дополнительно задающий генератор импульсов центрального информационно-вычислительного комплекса выполнен в виде последовательного соединения генератора фиксированных частот и шифратора последовательности частот, а выход радиоприемного устройства подключен ко входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого частотных детекторов, выходы которых подключены ко входам устройствах распределения импульсов, включающего в себя оптронные ключи, дешифратор, счетчик импульсов, нулевую шину, шифратор команд, выходы частотных детекторов подключены к первым входам оптронных ключей, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого оптронных ключей связаны с выходами дешифратора, а вторые входы седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого оптронных ключей связаны с нулевой шиной, выход третьего частотного детектора через двенадцатый оптронный ключ связан со счетным входом счетчика импульсов, выход которого подключен ко входам дешифратора, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого оптронных ключей подключены к первым входам элементов 2ИЛИ, вторые входы элементов 2ИЛИ подключены к выходам шифратора команд, а выходы элементов 2ИЛИ через выходные команды подключены к управляющим электродам силовых тиристоров основного и тиристоров дополнительного триггеров. The solution to this problem is achieved by the fact that the device for generating electromagnetic pulses containing the main thyristor trigger, in the first arm of which dipoles are connected, connected through the first thyristors to the main power source, the second thyristor is connected to the second arm of the trigger, the anodes of the first thyristors are through diodes and a choke connected to the anode of the second thyristor, the control electrodes of the thyristors through a pulse forming device are connected to the outputs of the master pulse generator of the central The data-processing complex of the radio channel through the transceiver is equipped with an additional power source connected in series with the main and ground of their common point, while the additional power source is loaded on an additional trigger, in the first arm of which additional dipoles with an opposite dipole are connected the main direction of the current, which additionally sets the pulse generator of the central computer complex, is made in the form of a sequential the fixed-frequency generator and the frequency sequence encoder are connected, and the output of the radio receiver is connected to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth frequency detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the pulse distribution devices, including optical keys, a decoder , pulse counter, zero bus, command encoder, the outputs of the frequency detectors are connected to the first inputs of the optocouplers, the second inputs of the first, second, third, fourth, fifth, w one hundredth of the optical keys are connected to the outputs of the decoder, and the second inputs of the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth of the optical keys are connected to the zero bus, the output of the third frequency detector through the twelfth optical key is connected to the counting input of the pulse counter, the output of which is connected to the inputs of the decoder , the outputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth optocouplers are connected to the first inputs of the elements 2 OR, the second inputs of the elements 2 OR are connected to the outputs of the encoder commands, and the outputs 2OR elements through output commands are connected to the control electrodes of the power thyristors of the main and thyristors of additional triggers.

Авторы претендуют на следующие отличительные признаки устройства:
устройство снабжено дополнительным источником электрической энергии, включенным последовательно с основным и их общая точка заземлена, нагруженным на дополнительный триггер, в первое плечо которого включены дополнительные диполи с противоположным по отношению к основным направлением тока;
задающий генератор центрального информационно-вычислительного комплекса выполнен в виде последовательного соединения генератора фиксированных частот и шифратора последовательности частот, а выход радиоприемного устройства подключен к входам частотных детекторов, одна группа которых связана с входами оптронных ключей, а другая с входами устройства распределения импульсов;
выходы оптронных ключей подключены к первым входам элементов 2ИЛИ, выходы устройства распределения импульсов подключены к вторым входам элементов 2ИЛИ, а выходы элементов 2ИЛИ подключены к устройству формирования управляющих импульсов силовых тиристоров основного и дополнительного триггеров;
первые входы оптронных ключей одновременно подключены соответственно к выходу первого и второго частотных детекторов, вторые входы оптронных ключей подключены к соответствующим выходам дешифратора;
счетный вход счетчика импульсов через оптронный ключ связан с выходом третьего частотного детектора, а вторые входы элементов 2ИЛИ связаны с соответствующими выходами шифратора команд, входы которых через оптронные ключи связаны с выходами четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого частотных детекторов.The authors claim the following distinctive features of the device:
the device is equipped with an additional source of electrical energy connected in series with the main one and their common point is grounded, loaded onto an additional trigger, in the first arm of which additional dipoles with the opposite direction to the main current direction are connected;
the master oscillator of the central information and computing complex is made in the form of a serial connection of a fixed-frequency generator and a frequency sequence encoder, and the output of the radio receiver is connected to the inputs of frequency detectors, one group of which is connected to the inputs of the optical keys and the other to the inputs of the pulse distribution device;
the outputs of the optic switches are connected to the first inputs of the 2 OR elements, the outputs of the pulse distribution device are connected to the second inputs of the 2 OR elements, and the outputs of the 2 OR elements are connected to the device for generating control pulses of the power thyristors of the main and additional triggers;
the first inputs of the optical keys are simultaneously connected respectively to the output of the first and second frequency detectors, the second inputs of the optical keys are connected to the corresponding outputs of the decoder;
the counting input of the pulse counter via an optocoupler key is connected to the output of the third frequency detector, and the second inputs of the 2OR elements are connected to the corresponding outputs of the command encoder, the inputs of which through optocouplers are connected to the outputs of the fourth, fifth, sixth, seventh and eighth frequency detectors.

Перечисленные отличительные признаки не известны авторам в применяемых устройствах для формирования электромагнитных импульсов. На основании анализа видно, что предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями и соответствует критерию "существенные отличия". These distinctive features are not known to the authors in the applied devices for the formation of electromagnetic pulses. Based on the analysis it is seen that the proposed technical solution has significant differences and meets the criterion of "significant differences".

Сущность предполагаемого изобретения поясняется нижеприведенными описанием и чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства для формирования электромагнитных импульсов, снабженного основными и дополнительными диполями; на фиг. 2 принципиальная схема силовых тиристорных триггеров, в первые плечи которых включают основные и дополнительные диполи, а во втором плече коммутирующие LC-контуры и RC-контуры гашения электромагнитного поля диполей; на фиг. 3 принципиальная схема системы управления диполями; на фиг. 4 фрагмент системы управления диполями устройства, изображенного на фиг. 1; на фиг. 5 временные диаграммы токов в диполях со сдвигом фаз 180 электрических градусов; на фиг. 6 временные диаграммы токов в диполях со сдвигом фаз 90 электрических градусов; на фиг. 7 временные диаграммы токов в диполях с нулевым сдвигом фаз; на фиг. 8 - временные диаграммы токов в диполях, работающих по заданной программе; на фиг. 9 приведена общая блок-схема. The essence of the alleged invention is illustrated by the following description and drawings, where in FIG. 1 is a longitudinal section through a device for generating electromagnetic pulses equipped with primary and secondary dipoles; in FIG. 2 is a schematic diagram of power thyristor triggers, in the first shoulders of which include main and additional dipoles, and in the second arm commuting LC-circuits and RC-circuits for quenching the electromagnetic field of dipoles; in FIG. 3 schematic diagram of a dipole control system; in FIG. 4 is a fragment of the dipole control system of the device of FIG. 1; in FIG. 5 time diagrams of currents in dipoles with a phase shift of 180 electrical degrees; in FIG. 6 time diagrams of currents in dipoles with a phase shift of 90 electrical degrees; in FIG. 7 time diagrams of currents in dipoles with zero phase shift; in FIG. 8 - time diagrams of currents in dipoles operating according to a given program; in FIG. 9 is a general block diagram.

Устройство для формирования электромагнитных импульсов (фиг. 1) состоит из конического диэлектрического ступенчатого каркаса 1, на ступенях которого соразмерно расположены парами основные 2, по которым ток подается в одном направлении, и дополнительные 3 диполи, по которым подается электрический ток в противоположном направлении. Если число диполей, расположенных на ступенях каркаса n штук, то общее число диполей, расположенных на ступенях каркаса 1 составит 2n. Диэлектрический каркас 1 с расположенными на его ступенях основными 2 и дополнительными 3 диполями снабжен экраном 4, представляющим собой конический корпус, внутри которого расположен конический концентратор 5 энергии, обращенный в сторону распространения электромагнитных волн, переходящий в ось 6, на верхнем конце которой выполнена шаровая опора 7, с помощью которой устройство для формирования электромагнитных импульсов шарнирно подвешивается к верхней траверсе специального приспособления, укрепляемого на транспортном средстве, которые на фиг. 1 не показаны. Диэлектрический каркас 1 вместе с коническим экраном 4 жестко скреплены с осью 6 устройства для формирования электромагнитных импульсов. Система управления устройством (фиг. 1) снабжена основным 8 и дополнительным 9 тиристорными триггерами (фиг. 2), в первое плечо которых включены последовательно с диполями 2, 3 первые тиристоры 10, 11, во второе плечо установлены вторые тиристоры 10', 11', аноды которых одновременно с анодами первых тиристоров через дроссели 12, 13 и разделительные диоды 14, 15 соединены с первым выводом коммутирующих LC-контуров, состоящих из последовательно соединенных конденсаторов 16, 17 и дросселей 18, 19, с первым выводом гасящих RC-контуров, состоящих из резисторов 20, 21, гасящих конденсаторов 22, 23, шунтированных резисторами 24, 25. Вторые выводы коммутирующих LC-контуров связаны с катодами тиристоров 10', 11', вторые выводы гасящих RC-контуров связаны с соответствующими выводами диполей 2, 3 и полюсами основного и дополнительного источников питания 26 и 27. Тиристоры 10', 11' вторых плеч триггеров 8, 9 шунтированы разрядными цепями, состоящими из последовательно соединенных диодов 28, 29 и резисторов 30, 31. Тиристоры 10, 11 первых плеч триггеров 8, 9 шунтированы цепями, состоящими из последовательно соединенных конденсаторов 32, 33 и резисторов 34, 35. Управляющие электроды тиристоров 10, 11 первых плеч триггеров 8, 9 связаны с соответствующими выходами выходного каскада 36, состоящего из транзисторов 37, в коллекторную цепь которых включены первичные обмотки 38 трансформаторов 39, а вторичные обмотки 40 через диоды 41 связаны со входами тиристоров. Система управления основными и дополнительными диполями снабжена приемо-передающей радиостанцией 42 (передатчик не показан) (фиг. 3, 4), выход которой связан со входами частотных детекторов 43 50, подключенных к устройству 51 распределения импульсов, включающему оптронные ключи 52 62, дешифратор 63, счетчик импульсов 64, нулевую шину 65, шифратор команд 66. Выходы частотных детекторов 43 50 подключены к первому входу оптронных ключей 52 62 и 67, вторые входы оптронных ключей 52 57 связаны с выходами дешифратора 63, а вторые входы оптронных ключей 58 62 и 67 связаны с нулевой шиной 65. Выход частотного детектора 45, соответствующего частоте f₁, через оптронный ключ 67 связан со счетным входом счетчика импульсов 64, выход которого подключен ко входам дешифратора 63.A device for generating electromagnetic pulses (Fig. 1) consists of a conical dielectric step frame 1, on the steps of which the main 2 are proportionally arranged in pairs, along which current is supplied in one direction, and an additional 3 dipoles, through which electric current is supplied in the opposite direction. If the number of dipoles located on the steps of the carcass is n pieces, then the total number of dipoles located on the steps of the carcass 1 will be 2n. The dielectric frame 1 with the main 2 and additional 3 dipoles located on its steps is provided with a screen 4, which is a conical body, inside of which there is a conical energy concentrator 5 facing the propagation of electromagnetic waves, passing into axis 6, on the upper end of which there is a ball bearing 7, with the help of which the device for generating electromagnetic pulses is hinged to the upper beam of a special device mounted on a vehicle, which Figs. 1 are not shown. The dielectric frame 1 together with a conical screen 4 are rigidly fastened to the axis 6 of the device for generating electromagnetic pulses. The device control system (Fig. 1) is equipped with a main 8 and an additional 9 thyristor triggers (Fig. 2), the first arm of which is connected in series with dipoles 2, 3, the first thyristors 10, 11, the second thyristors 10 ', 11' are installed in the second arm the anodes of which are simultaneously with the anodes of the first thyristors via inductors 12, 13 and isolation diodes 14, 15 connected to the first output of the switching LC circuits, consisting of series-connected capacitors 16, 17 and inductors 18, 19, with the first output of the quenching RC circuits, consisting of resistors 20, 21, g capacitors 22, 23, shunted by resistors 24, 25. The second terminals of the switching LC circuits are connected to the cathodes of the thyristors 10 ', 11', the second terminals of the quenching RC circuits are connected to the corresponding terminals of the dipoles 2, 3 and the poles of the main and additional power sources 26 and 27. The thyristors 10 ', 11' of the second arms of the triggers 8, 9 are shunted by discharge circuits consisting of series-connected diodes 28, 29 and resistors 30, 31. The thyristors 10, 11 of the first arms of the triggers 8, 9 are shunted by circuits consisting of series-connected capacitors 32, 33 resistors 34, 35. The control electrodes of the thyristors 10, 11 of the first arms of the triggers 8, 9 are connected to the corresponding outputs of the output stage 36, consisting of transistors 37, in the collector circuit of which are included the primary windings 38 of the transformers 39, and the secondary windings 40 through diodes 41 are connected to thyristor inputs. The control system of the main and additional dipoles is equipped with a radio transceiver 42 (a transmitter is not shown) (Figs. 3, 4), the output of which is connected to the inputs of frequency detectors 43 50 connected to a pulse distribution device 51, including optocouplers 52 62, decoder 63 , pulse counter 64, zero bus 65, command encoder 66. The outputs of the frequency detectors 43 50 are connected to the first input of the optical keys 52 62 and 67, the second inputs of the optical keys 52 57 are connected to the outputs of the decoder 63, and the second inputs of the optical keys 58 62 and 67 connected with zero bus 65. The output of the frequency detector 45, corresponding to the frequency f ₁ , is connected via an optocoupler switch 67 to the counting input of the pulse counter 64, the output of which is connected to the inputs of the decoder 63.

Выходы оптронных ключей 52 57 через элементы 2ИЛИ 68 подключены к инверсным динамическим входам одновибраторов 69, а выходы первых одновибраторов 69 одновременно соединены с базами транзисторов 37 выходных каскадов 36 и динамическим инверсным входом второго одновибратора 70, выходы которых соединяют с базой транзистора выходного каскада 71, соответствующего входной цепи тиристоров 10', 11' вторых плеч триггеров 8, 9, коммутирующих LC-контуров 16, 18 и 17, 19. The outputs of the optocoupler keys 52 57 through the elements 2 OR 68 are connected to the inverse dynamic inputs of the one-shots 69, and the outputs of the first one-shots 69 are simultaneously connected to the bases of the transistors 37 of the output stages 36 and the dynamic inverse input of the second one-shot 70, the outputs of which are connected to the base of the transistor of the output stage 71, corresponding the input circuit of the thyristors 10 ', 11' of the second arms of the triggers 8, 9, commuting LC circuits 16, 18 and 17, 19.

Сдвоенные вибраторы 69, 70 выполнены на микросхеме К155 АГ3 и представляют собой устройство 72 формирования импульсов и имеют времязадающие RC-цепи 73, 75 и 74, 76. Выход 77 приемника 42 связан также со входами приемных детекторов 46 50, выходы которых связаны с первыми входами оптронных ключей 56 62, выходы которых связаны с шифратором (программирующим устройством) 66. Соответствующие выходы 78 шифратора команд 66 соединены шиной 79 с соответствующими входами элементов 2ИЛИ 68. The dual vibrators 69, 70 are made on the K155 AG3 chip and are a pulse forming device 72 and have timing RC circuits 73, 75 and 74, 76. The output 77 of the receiver 42 is also connected to the inputs of the receiving detectors 46 50, the outputs of which are connected to the first inputs optical keys 56 62, the outputs of which are connected to the encoder (programming device) 66. The corresponding outputs 78 of the command encoder 66 are connected by bus 79 to the corresponding inputs of elements 2 OR 68.

На фиг. 5 8 приведены опоры импульсов электрической энергии в диполях 2, 3, генерируемых в зависимости от выбранной программы облучения, например, нефтяного пласта, где на фиг. 5 приведены разнополярные неравноамплитудные волны в парах диполей со сдвигом фаз 180 электрических градусов, вызванные комбинацией программирующих частот f₁f₂ f₁f₃, посылаемых, например, радиопередающим устройством центрального информационно-вычислительного комплекса, осуществляющего автоматизированную технологию разработки нефтегазоконденсатного месторождения, на фиг. 6 приведены эти импульсы, но со сдвигом фаз 90 электрических градусов, вызванные комбинациями частот f₁f₂-f₁f₄-f₁f₅, на фиг. 7 приведены равноамплитудные волны в диполях со сдвигом 0 электрических градусов, вызванные комбинациями частот f₁f₆, на фиг.8 приведены разноамплитудные импульсы в группах диполей, а именно частоте f₇ соответствует, например, работа пяти положительных и двух отрицательных диполей, частоте f₈ соответствует работа, например, трех положительных и двух отрицательных диполей, а частоте f₉ работа пяти положительных и пяти отрицательных диполей с разными амплитудами и нулевым сдвигом фаз. Устройство для формирования электромагнитных импульсов (фиг. 1 8) работает следующим образом. Сначала ориентируют в заданном направлении ось 6 генератора электромагнитных волн, используя шарнирную связь шаровой опоры 7 в подвешенном состоянии к верхней траверсе специального приспособления, укрепляемого на транспортном средстве. Затем подают электрический ток i₁ в основные диполи 2 в первый полупериод в одном направлении и во второй полупериод ток i₂ (i₁≥i₂) противоположного направления в дополнительные диполи 3, при этом экран 4 и концентратор 5 способствуют формированию электромагнитных импульсов в заданном направлении. Электромагнитная энергия, доходящая до нефтяного пласта, будет создавать силу, направленную в сторону добывающих скважин и действующую на электрически заряженный объем нефти, смачивающий стенки пор. Эффект такого воздействия будет зависеть от частоты, амплитуды и сдвига фаз посылаемых в пласт электромагнитных импульсов, а также от частоты колебаний и угла отклонения оси 6 генератора от направления на добывающую скважину (эти внешние механические факторы здесь не рассматриваются). Техническая задача сводится к отыскиванию оптимальных значений параметров электромагнитных импульсов, обеспечивающих оптимальный дебит добывающих скважин при подобном смещении контура месторождения в процессе его разработки. Этого можно достигнуть путем автоматического управления работой устройства (фиг. 1), содержащего упомянутые выше диполи 2 и 3, питание которых осуществляют подсоединением их обмоток к автономным основному 26 и дополнительному 27 источникам питания через управляемые тиристоры 10, 11 управляющих триггеров 8, 9, причем в первое плечо триггеров 8, 9 включены сами диполи, а во второе плечо коммутирующий LC- и гасящие RC-контуры (фиг.2). Последние формируют нисходящую ветвь токов i₁-i_n в соответствующих диполях, а восходящая ветвь токов создается тиристорами 10, 11 первого плеча.In FIG. 5-8 show the supports of pulses of electric energy in dipoles 2, 3 generated depending on the selected irradiation program, for example, an oil reservoir, where in FIG. 5 shows heteropolar unequal-amplitude waves in dipole pairs with a phase shift of 180 electrical degrees, caused by a combination of programming frequencies f ₁ f ₂ f ₁ f ₃ sent, for example, by a radio transmitting device of a central information and computing complex that implements automated technology for developing an oil and gas condensate field, in FIG. 6 shows these pulses, but with a phase shift of 90 electrical degrees, caused by combinations of frequencies f ₁ f ₂ -f ₁ f ₄ -f ₁ f ₅ , in FIG. Fig. 7 shows equal-amplitude waves in dipoles with a shift of 0 electrical degrees caused by combinations of frequencies f ₁ f ₆ ; Fig. 8 shows different-amplitude pulses in groups of dipoles, namely, frequency f ₇ corresponds, for example, to the operation of five positive and two negative dipoles, frequency f ₈ corresponds to the work of, for example, three positive and two negative dipoles, and the frequency f _{9 the} work of five positive and five negative dipoles with different amplitudes and zero phase shift. A device for generating electromagnetic pulses (Fig. 1 to 8) works as follows. First, the axis 6 of the electromagnetic wave generator is oriented in a predetermined direction using the articulated connection of the ball joint 7 in suspension to the upper beam of a special device mounted on the vehicle. Then, an electric current i ₁ is supplied to the main dipoles 2 in the first half-cycle in one direction and in the second half-cycle, the current i ₂ (i ₁ ≥i ₂ ) of the opposite direction to additional dipoles 3, while the screen 4 and the hub 5 contribute to the formation of electromagnetic pulses in a given direction. The electromagnetic energy reaching the oil reservoir will create a force directed towards the producing wells and acting on an electrically charged volume of oil that moistens the pore walls. The effect of this effect will depend on the frequency, amplitude and phase shift of the electromagnetic pulses sent to the formation, as well as on the frequency of oscillations and the angle of deviation of the axis 6 of the generator from the direction to the producing well (these external mechanical factors are not considered here). The technical problem boils down to finding the optimal values of the parameters of electromagnetic pulses, ensuring the optimal production rate of wells with a similar displacement of the field contour during its development. This can be achieved by automatically controlling the operation of the device (Fig. 1) containing the above dipoles 2 and 3, the power of which is carried out by connecting their windings to an autonomous main 26 and additional 27 power sources through controlled thyristors 10, 11 of the control triggers 8, 9, and in the first arm of triggers 8, 9 the dipoles themselves are included, and in the second arm of the commuting LC and quenching RC circuits (figure 2). The latter form the descending branch of the currents i ₁ -i _n in the corresponding dipoles, and the ascending branch of the currents is created by the thyristors 10, 11 of the first arm.

Центральный информационно-вычислительный комплекс месторождения формирует, например, последовательности частотных сигналов f₁f₂ - f₁f₃ (фиг. 5), которые поступив на вход приемника 42 (фиг. 3), усиливаются и на выходе частотного детектора 45 выделяется сигнал f₁, который через оптронный ключ 67 поступает на счетный вход счетчика импульсов 64. Частотный детектор 43, выделив сигнал f₂, открывает вместе с выходом "O" дешифратора 63 оптронный ключ 52 устройства 51 распределения импульсов, выходной сигнал которого через первый вход элемента 2ИЛИ 68 запускает одновибратор 69, который формирует управляющий импульс на базу транзистора 37 (фиг. 2). Длительность импульса задается время-задающей цепью 73, 75 (фиг. 3). По первичной обмотке 38 импульсного трансформатора 39 проходит импульсный ток, со вторичной 40 обмотки через диод 41 подается управляющий импульс в цепь управления тиристора 10 первого плеча триггера 8, в результате чего в положительном диполе формируется восходящая ветвь тока i⁺ ₁.The central information and computing complex of the field generates, for example, a sequence of frequency signals f ₁ f ₂ - f ₁ f ₃ (Fig. 5), which, when received at the input of the receiver 42 (Fig. 3), are amplified and the signal f is extracted at the output of the frequency detector 45 ₁ , which through an optocoupler switch 67 enters the counting input of the pulse counter 64. The frequency detector 43, having selected the signal f ₂ , opens, along with the output “O” of the decoder 63, the optocoupler switch 52 of the pulse distribution device 51, the output signal of which is transmitted through the first input of the OR element 68 starts up a single vibrator 69, which generates a control pulse to the base of the transistor 37 (Fig. 2). The pulse duration is set by the time-setting circuit 73, 75 (Fig. 3). A pulsed current passes through the primary winding 38 of the pulse transformer 39, and a control pulse is supplied from the secondary 40 winding through the diode 41 to the control circuit of the thyristor 10 of the first arm of trigger 8, as a result of which an ascending current branch i ⁺ ₁ is formed in a positive dipole.

Выход Q₁ одновибратора 69 запускает задним фронтом управляющего импульса второй одновибратор 70, выход которого связан с базой транзистора 71. Импульс с выхода Q₂ одновибратора 70, сформированный RC-цепью 74, 76, вызывает срабатывание тиристора 10' второго плеча триггера 8, в результате чего коммутирующий LC-контур 16, 18 колебательно разряжается через открытые тиристоры 10, причем обратный ток, проходя через тиристор 10' второго плеча триггера 8, закрывает последний, а тиристоры 10 первого плеча триггера 8 продолжают проводить обратный ток через диск 14 и дроссель 12.The output Q _{1 of the one-} shot 69 triggers the second one-shot 70, whose output is connected to the base of the transistor 71, on the trailing edge of the control pulse. The pulse from the output Q _{2 of the one-} shot 70, formed by the RC circuit 74, 76, triggers the thyristor 10 'of the second arm of the trigger 8, as a result of which the LC switching circuit 16, 18 is oscillatory discharged through the open thyristors 10, and the reverse current passing through the thyristor 10 'of the second arm of the trigger 8 closes the last, and the thyristors 10 of the first arm of the trigger 8 continue to conduct reverse current through the disk 14 and d Rossel 12.

При полном закрывании тиристоров 10 первого плеча триггера 8 оставшаяся энергия магнитного поля диполя 2 гасится на гасящий RC-контур 22, 24 по цепи: нижний вывод диполя 2 диод 14 дроссель 12 резистор 20 параллельное соединение конденсатора 22 резистор 24 второй вывод диполя 2. Ток i⁺ ₁ спадает до нуля, а ток LC-контура 16, 18 замыкается на гасящую цепь 28, 30, так как тиристоры 10 закрылись.When thyristors 10 of the first arm of trigger 8 are completely closed, the remaining energy of the magnetic field of dipole 2 is extinguished by the quenching RC circuit 22, 24 along the circuit: lower output of the dipole 2 diode 14 inductor 12 resistor 20 parallel connection of the capacitor 22 resistor 24 second output of dipole 2. Current i ⁺ ₁ drops to zero, and the current of the LC circuit 16, 18 closes on the quenching circuit 28, 30, since the thyristors 10 are closed.

С приходом комбинации частот f₁f₃ счетчик 64 перейдет в положение, соответствующее числу "2", на выходе "1" дешифратора 63 появится сигнал, соответствующий логическому нулю, который вместе с сигналом f₃ с выхода частотного детектора 44 открывает оптронный ключ 53, который по первому входу элемента 2ИЛИ 68 запускает одновибратор 69, в результате чего срабатывает соответствующий транзистор 37 выходного каскада 36 и включаются тиристоры 11 первого плеча триггера 9. Последний формирует восходящую ветвь тока в отрицательном диполе 3. Нисходящая ветвь тока этого диполя формируется по сигналу одновибратора 70, приходящему на базу транзистора 71, тиристор 11' коммутирующего LC-контура 17, 19 второго плеча триггера 9 срабатывает, тиристоры 11 триггера 9 закрываются, а остаточная энергия диполя 3 гасится через диод 15, дроссель 13 и резистор 21 на параллельно соединенные конденсатор 23 и резистор 25.With the arrival of the combination of frequencies f ₁ f _{3, the} counter 64 will switch to the position corresponding to the number "2", at the output "1" of the decoder 63, a signal corresponding to a logical zero will appear, which, together with the signal f ₃ from the output of the frequency detector 44, opens the optical key 53, which, at the first input of element 2 OR 68, starts a single-shot 69, as a result of which the corresponding transistor 37 of the output stage 36 is triggered and thyristors 11 of the first arm of trigger 9 are turned on. The latter forms an upward current branch in a negative dipole 3. A downward current branch of this dipole is formed by the signal of a single vibrator 70 arriving at the base of the transistor 71, the thyristor 11 'of the switching LC circuit 17, 19 of the second arm of the trigger 9 is triggered, the thyristors 11 of the trigger 9 are closed, and the residual energy of the dipole 3 is quenched through the diode 15, the inductor 13 and the resistor 21 to parallel connected capacitor 23 and resistor 25.

Последовательность сигналов f₁f₂ f₁f₄ - f₁f₅, посылаемых центральным информационно-вычислительным комплексом месторождения, а также последовательность f₁f₆ позволяют сформировать сдвинутые во времени с помощью дешифратора 63 и частоты f₁ одиночные импульсы токов в диполях с углом сдвига 90 (фиг. 6) или 0 (фиг. 7) электрических градусов, а прием одиночных частот f₇ f₉ (фиг. 8) происходит с помощью индивидуальных частотных детекторов 46 50, входы которых связаны с выходом 77 приемника 42, при этом выходы частотных детекторов воздействуют на соответствующие оптронные ключи 58 62, вторые входы которых подключены к нулевой шине 65.The sequence of signals f ₁ f ₂ f ₁ f ₄ - f ₁ f ₅ sent by the central information and computing complex of the field, as well as the sequence f ₁ f ₆ allow one to generate single current pulses of currents in dipoles with dipole 63 and frequency f ₁ a shift angle of 90 (Fig. 6) or 0 (Fig. 7) electrical degrees, and the reception of single frequencies f ₇ f ₉ (Fig. 8) occurs using individual frequency detectors 46 50, the inputs of which are connected to the output 77 of the receiver 42, at the outputs of the frequency detectors act on the corresponding Suitable opto keys 58 62, whose second inputs are connected to the neutral bus 65.

С выхода ключей 58 62 соответствующие частотам f₇ f₉ сигналы поступают на входы шифратора команд 66, а с выходов 78 последних снимаются сигналы, которые по шине 79 поступают на соответствующие входы элементов 2ИЛИ 68 и производят одновременное включение диполей согласно заданной программе (фиг. 8).From the output of the keys 58 62, the signals corresponding to the frequencies f ₇ f ₉ are fed to the inputs of the command encoder 66, and the outputs 78 of the latter are used to receive signals that are sent via bus 79 to the corresponding inputs of the elements 2 OR 68 and simultaneously turn on the dipoles according to the specified program (Fig. 8 )

Блок-схема устройства, приведенная на фиг.9, полностью отражает всю совокупность связей между указанными блоками заявляемого устройства и задающим генератором 80, размещенная в центральном информационно-вычислительном комплексе месторождения, выполненным в виде генератора фиксированных частот 81 электрических импульсов и шифратора последовательности частот 82, предназначенного для их посылки через передатчик 83 в радиоканал 84 на вход радиоприемника 42 системы управления устройством для формирования электромагнитных импульсов (фиг. 1). The block diagram of the device shown in Fig.9, fully reflects the entire set of connections between the indicated blocks of the claimed device and the master oscillator 80, located in the central information and computer complex of the field, made in the form of a generator of fixed frequencies 81 electrical pulses and a frequency sequence encoder 82, intended for sending them through the transmitter 83 to the radio channel 84 to the input of the radio 42 of the control system of the device for generating electromagnetic pulses (Fig. 1).

Предлагаемое устройство не ограничивается использованием комбинаций частотных посылок и кодирование информации может осуществляться другими видами модуляции: время-импульсной, фазо-импульсной, широтно-импульсной и другими. Информация о состоянии контролируемых объектов технологии разработки месторождения в виде обратных связей поступает на центральный информационно-вычислительный комплекс, в котором она обрабатывается, корректируется, корректируется и в виде сигналов рассогласования возвращается обратно к исполнительным органам, в том числе и в предлагаемое устройство, обеспечивая оптимальную нефтеотдачу и удерживая все время контур месторождения подобным предшествующему положению, контролируемому сейсмоприемными станциями. The proposed device is not limited to the use of combinations of frequency transmissions and information coding can be carried out by other types of modulation: time-pulse, phase-pulse, pulse-width and others. Information about the state of the controlled objects of the field development technology in the form of feedbacks is sent to the central information and computer complex, in which it is processed, corrected, corrected and returned in the form of mismatches back to the executive bodies, including the proposed device, ensuring optimal oil recovery and keeping the contour of the field all the time similar to the previous position controlled by the geophysical stations.

Введение в предлагаемое устройство дополнительных к основным диполей, источника электрической энергии, триггера, LC и RC-контуров, частотных детекторов, оптронных ключей, устройства распределения импульсов с нулевой шиной, шифратором команд позволило сократить количество применяемых тиристоров, упростить конструкцию управления, повысить КПД, помехозащищенность, мощность посылаемых в пласт сигналов и разнообразие включаемых в работу пар диполей. Introduction to the proposed device additional to the main dipoles, an electric energy source, a trigger, LC and RC circuits, frequency detectors, optocouplers, a zero-bus impulse distribution device, and command encoder made it possible to reduce the number of thyristors used, simplify the control design, increase efficiency, and noise immunity , the power of the signals sent to the formation and the variety of dipole pairs included in the operation.

Использование предлагаемого устройства при разработке нефтегазоконденсатных месторождений путем формирования направленных электромагнитных импульсов в зону водонефтяного контакта позволит повысить нефтеотдачу за счет снижения объема остаточной нефти и как показывают предварительные расчеты для среднего по запасам месторождения годовой экономический эффект составит около 200 млн. долларов. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 ЫЫЫ8 The use of the proposed device in the development of oil and gas condensate fields by generating directed electromagnetic pulses in the oil-water contact zone will increase oil recovery by reducing the volume of residual oil and, as preliminary estimates show for the average field reserves, the annual economic effect will be about $ 200 million. YYY2 YYY4 YYY6 YYY8

Claims

A device for generating electromagnetic pulses, containing the main thyristor trigger, the dipoles connected to the main power source through the first thyristors included in the first arm, the second thyristor included in the second arm of the trigger, the anodes of the first thyristors connected to the anode of the second thyristor via diodes and a choke thyristor electrodes through a pulse shaping device are connected to the outputs of the master pulse generator of the central data processing complex diochannel through a transceiver device, characterized in that it is equipped with an additional power source connected in series with the main and grounding of their common point, while the additional power source is loaded on an additional trigger, in the first arm of which are included additional dipoles with the opposite direction to the main direction current, the pulse generator of the central computer complex is made in the form of a serial connection of a generator frequency and encoder of the frequency sequence, and the output of the radio receiver is connected to the inputs of eight-frequency detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the pulse distribution device, which includes twelve optical keys, a decoder, pulse counter, zero bus, command encoder, while the outputs of the frequency detectors are connected to the first inputs of the optical keys, the second inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth optical keys are connected to the outputs of the decoder, and the second inputs of the seventh, eighth, the ninth, tenth, eleventh and twelfth optical keys are connected to the zero bus, the output of the third frequency detector through the twelfth optical key is connected to the counting input of the pulse counter, the output of which is connected to the inputs of the decoder, the outputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth optical keys connected to the first inputs of the elements 2 OR, the second inputs of which are connected to the outputs of the encoder commands, and the outputs of the elements 2 OR through the output stages are connected to the control electrodes of the thyristors of the main additional triggers.