Электромагнитный скважинный возбудитель колебаний

 

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СКВАЖИННЫЙ ЮЗБУДИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещены идентичные П-образные сердечники электромагнитов с катушками, намотанными на осевые стержни, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения-надежности, Птобразные сердечники смещены относительно ripyr друга по длине возбудителя вдоль оси корпуса и расположены парами из параллельно, соединенных и одинаково ориентированных сердечников , снабженных полюсными наконечниками в виде треугольных призм, наибольшими сторонами прикрепленных к боковым поверхностям полюсов сердечников , причем сердечники одной пары расположены между сердечниками другой пары, полюса которых ориентированы противоположно, а наименьшая сторона призм наконечников не j превышает ширины полюсов сердечни (Л ков. со СП оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gI5II В 06. В 1/04 ;, l (gal>e;. -.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ .,, „, i3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPHTI+I (21) 3399221/18-10 (22) 26.02.82 (46) 07.09.83. Бюл. 9 33 (72) Н.П.Ряшенцев, Б.Ф,Симонов и С.Я.Сергиенко (71) Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (53) 534.232(088.8) (56) 1 ° Патент CIQA М 3219969, кл. В 06. В 1/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 727432, кл, В 28 В 1/00, 1979. (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СКВАЖИНHbIA ВОЗБУДИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещены идентичные П-образные сердечники электромагнитов с катушками, намотанными на осевые

„„SU„„1039581 А стержни, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности, Птобразные сердечники смещены относительно арфуr друra по длине возбудителя вдоль оси корпуса и расположены парами из параллельно, соединенных и одинаково ориентированных сердечников, снабженных полюсными наконечниками в виде треугольных призм, наибольшими сторонами прикрепленных к боковым поверхностям полюсов сердечников, причем сердечники одной пары расположены между сердечниками другой пары, полюса которых ориентированы противоположно, а наименьшая сторона призм наконечников не ф превышает ширины полюсов сердечников.

1 03c 581

2. Возбудитель нолеб=.ний :со п,ь о т л и ч а ю и, и и с я =зм„:то

Изобретение относится к виб ротехнике и может быть использованс в,:т. ройствах для возбуждений колеС анйй в скважинах в целя> увеличения нефте. и газ оотдачи продуктивных плас тов,. 5

Известен электромагнитый источ.ник колебан.;и„ в котором стержневые электромагниты, ориентированные гротивоположно« о -,пелены друг От дру.:>

Диамаг итными пРоклаДками и Рс.ботают в противофазе 1 .

Однако источник колебаний такого типа обладает большими габаритами и не может быть Опущен в скважину по обсадной колонне диаметром OT ) >

120 до 200 мм, Наиболее близким -,î техническо. :. сущности к предлагаемому является электромагнитный возбудитель коле-баний, содержащий цилиндрический

7 ) коргус, внутри которого азме =ены идентичные П-Обpазныe сеpдечники электромагнитов с кат шка. и,, намо-танными на осевые стержни I 2 1.

Однако этот возбудитель создае .только осевые колебания« а возврат якоря осуществляется с помощьк во:и" вратной пружины требующей бо«ьшегс> усилия на создat-ие колебаний .„ яв-ляющейся недолговечным ненадежным элементом, увеличивающим =абариты устройства.

Цель изобретения — умен шение габаритов и повышен:.е надежности возбудителя.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном скважинном возбудителе колебаний, содержащем цилиндрический кор-.у., внутри которого pa".мешены идентичные П-об.разные сердечники электромагнитов с катушками« намОтанными на Осевыс: стержни, П-Образные сердечники сме" щены относительно друг друга по длине возбудителя вдоль сси корпуса и расположены парами из параллельно соединенных и одинаково Ориентирова ных сердечников, с.-абженных полюс-ными наконечниками в виде треугольных призм, наибольшлми сторонами прккрепленных к боковым поверхностям полюсов с ерде .н:лков, причем сер".

50 дечники Одной пары расположены меж-ду сердечниками цругой пары, полю-са которых Ориентиоованы противспс— ложно, а наименьшая сторона призм

ir.t«r I;. с! с. «)»ьсаи с" »сОльде выми б уртиками. накопсчн.-".1сов не превышает шиг>инь)

ПС) ЛЮСОB (i»П»;Е -".Н. « (В, Кроме тс;",о, корпус выполнен с коль.,евыми бурт лка-.. .и, На» фиг, предс.;-.элена конс грукт.лвная схема с:кважинного электромагH! iT POI О ВО:. :6УДите.".з коле:, -.й,; На фи.- . 2 — ра.:: рез и-А на ф -.г. 1.

3л \сT I ot аг !» итный кв ажи нный«ьоз

6 «сци I!åëü кс:леба:.-;Ий состоит,з ци",: нт О:;-ческе o кор-.уса 1, выполненног o из диама i ни тного:»ла «.ериала с кольсевыми .буртиками 2, внутри которого н, в="pTèêà и pacëoëottteHû П-образные электромагниты. Электромагниты состоят из Осс:вых стержней 3-б, на котс)рых размещены Обмотки 7-10 полюсов J«., Оси -..ипетрии :. ержней сови-IIIaþ T . tlat«траль ной вертикальной с:ью ".иммет„;ии возбудител:-; 12. Маг-..Итнав С.:!. Тс Ма КажДОГО И::, ЭЛСКтРОмагнитов Об,азо: ана П-Образным серpI чником, Состоящим иэ стерни;«и д,с ух пОлюсо .: и ООсс«дной Tp«« áû сква.

1 жины 13,. Которая выполнена иэ магнитны.. сталей „Полюса каждого эт,ектромагHpòa направлены перпендикулярно oc% 12 возбудителя в стороH, >бсадной трубы 1 3 .

П-образные сердечники Объединены в две .-руппы „каждая из которых ссдержи.. четное число сердечников 3

4, « и б. Полюса каждой группы ориентлрс>ваню вo взаимно пpoтивопoлoж ных напра«злениях Электромагниты каж дой руппы расположены симметрично

Отн >сительно цс=.нтра массы 14 возбудителя, который находится на его оси 12. Это значит, что пара Одной

-руппы >ердьчников 3 и 4 размещена между :-.ерцелниками другой группы 5 и б» Этим д>стигается то, что результирующая c::I.t!a -яги от действия всех эле;стромагн лтов каждой группы приложена к центру массы возбудителя.

Противоположно ориентированйые сердечники эле,<тромагнитов отделены друг от дру:-а диамагнитными прокладь кеми 1 ) и

Рабочий зазор электромагнитов образуется между торцовой поверхностью кажд;>го полюса 17 (Фиг.2,) и обсадной трубой 13„ пс«этому элек. ромагн-ттная сила, действующа--. на вОэбудитель ItpBTягив»ет его к 06" садиoA Tpi«б.

1039581

Для увеличения тягавага усилия, которое пропорциональна площади сечения магнитного потока в рабочем зазоре электромагнита, на полюса крепятся палюсные наконечники 18 и 19, увеличивающие площадь сечения полюса. Полюсные наконечники выполнены вформе призмы, в основании которой лежит неравносторанний треугольник. Длина его наибольшей стороны 20 равна длине полюса,. 10

Результирующие электромагнитные силы, действующие на возбудитель колебаний, направлены вдоль попереч-! ой аси 21. Они состоят иэ сил, сав" падающих с осью 21, перпендикуляр- 15 ных к торцовой поверхности полюса 17 и пар сил, напрвленных пад углами е к данной оси, перпендику— лярнйх к боковым поверхностям 18 и 19. Каждая нз боковых паверхно тей 22 и 23 полюсного наконечника образует угол с с тарцовс.=. поверхI ностью пслюса 17. Для обеспечения устойчивости движения возбудит .пя необходимо, чтобы.э."ектромагни:-:ые силы, направленные пад углом к оси 21 симметрии, были меньше сил, совпадающих по направлению с указанной осью. Для этого необходимо, чтобы стороны ?2 и 23 палюсных наГ конечников (наименьшие стороны треугольников, лежащие в основании наконечников были McHüøå ширины торца полюса. 17.

Сверху и снизу корпус 1 возбудителя закрывается диамагнитными крышками 24 и 25. Образующаяся замкнутая полость, содержащая катушки и сердечники электромагнитов, заполняется термостойким компаундом, Таким образам, система электро- 49 магнитов внутри корпуса образует монолитную систему, защищенную от вибрации. Возбудитель подвешивается на каротажном кабеле 2б, через который осуществляется питание обмоток электромагнитов.

Электромагнитый скважинный возбудитель колебаний работает следующим образом.

На сгруппированные обмотки электромагнитов поочередно подаются импульсы напряжения. Таким импульсы вырабатываются в различных схемах, например, в тиристарных коммутаторах, в которых происходит поочередное подключение обмоток к источнику питающеro напряжения, Пусть в данный момент запитаны катушки 7 и 8. Электромагнитная сила притягивает возбудитель к правой стенке обсадной трубы. Возбудитель движется вправо, нанося удар па обсадной трубе. После этого обмотки 7 и 8 отключаются от питающего.источника напряжения, и присоединяются к источнику обмоток 9 и 10

Электромагнитная сила притягивает возбудитель к левой стенке обсадной трубы, возбудитель движется влево, нанося удар по обсадной трубе.

После этого обмотки 9 и 10 отключаются от источника питания, к нему присоединяются обмотки 7 и S и цикл павтаряется.

Для того, чтобы движение возбудителя колебаний было устойчивым, беэ замирания, необходимо, чтобы длительность импульсов тока в обмотках 7-10 была больше времени движения возбудителя колебаний ат одной стенки скважины да другой, При этом возбудитель„ нанеся удар по стенке, удерживается около нее, дожидаясь переключения обмотки, за это время корпус 1 возбудителя за счет действул цих на него электромагнитных сил занимает положение, когда ега ось 21 проходит по диаметру обсадной трубы 13.

Выравнивание аси возбудителя происходит за счет того, = та боковые поверхности 22 и 23 полюса выбраны по площади меньше его TQpIIQBGA па верхнас и 17. Время импульсов подобрана экспериментальным путем или в ре=.iJlüòàòe расчета колебательного праце=ca.

Предлагаемый электрамагпитый скважинный возбудитель колебаний оcóùåcòâëÿåò вибрационнае воздействие на призабойную зону продуктивных пластов нефтяных и га",îâûõ скважин, Причем вибрационное воздействие осуществляется в низкочастотном диапазонэ (частота ат 10 до 50 Гц ). Изaecòío, что чем ниже частота вибрации, тем глубже ее проникновение в пласт. Предлагаемый ьозбудитель, работая на указанных частотах, обеспечивает глубину проникновения колебаний в пласт ат 1,5 до 3 м, что позволяет очистить нефте- и газоносные кап;.лляры коллектора от пластовых вод„ промывочной жицкости и осадка от бурового раствора. Применение предлагаемого электромагнитного скважинного возбудителя колебаний для увеличения продуктивности нефтяных и газовых скважин увеличивает дебит скважин в 1,5-2 раза.

1039581

Составитель В. ПирогоЪ

Техред М.Кузьма Корректор 0, Тигор

Редактор И.Касарда

Заказ 6784/7 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4