高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油井解堵增产领域，涉及到高压脉冲技术，具体地说是涉及一种高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着油井井龄的增加，许多油井的出油孔由于杂质聚集和长期注入聚合物，造成渗油通路堵塞，井底压力升高，注入聚合物效果下降，导致油井产量降低，甚至部分停产。
[0003]现有的解堵方法有物理解堵、化学解堵和生物解堵。物理解堵方法施工步骤较为繁琐；化学解堵方法成本高，解堵有效期短，对油井造成二次伤害，容易造成环境污染等突出问题；生物解堵方法对环境要求很高，技术不够成熟。
[0004]井下高压电脉冲解堵技术就是一种物理方法提高油井采油率的新型技术，其基本原理是:利用液电效应的力效应，储能装置在充满水或油水混合物的油井里产生脉冲大电流，在电极之间形成电火花爆炸，对周围地层激发周期性冲击波，形成人工震源。这种井下高压电脉冲解堵技术，在多次反复的冲击波作用下，可以达到改善地层条件、快速疏通渗油通路、提高油井渗透率的作用，从而提高堵塞油井产油量。
[0005]现有的各类电脉冲解堵装置中存在诸多问题，使得该装置的推广受到限制。现有的电脉冲解堵装置中，触发开关多采用气体电火花开关，如专利号为200820029051.7的中国实用新型专利公开的一种高聚能大功率脉冲装置能量控制器是一个比较好的实施方案，但是，主要有两个缺点不可避免:第一，使用寿命极限不超过3000次。这导致在施工过程中需要不断更换气体电火花开关，既提高了施工成本，又增加了施工难度，浪费大量时间。这里，现有装置放电开关寿命短，是最突出的问题。第二，气体电火花开关的工作原理是:气体电火花开关被串联在放电回路中，当气体电火花开关两端的电压达到其固有设定值时(也即是说充电到储能装置的设定电压值时)，气体电火花开关闭合储能装置放电，气体电火花开关一旦制作完成其设定电压值无法在井下改变，即使在井上改变也很困难。由此可见，每次的放电能量是固定而不可控的，无法根据现场运行情况进行调节，容易对注聚井或油井产生伤害。
[0006]鉴于此，急需开发新的油田开采技术来提高堵塞油井产量。
【发明内容】
[0007]根据以上所述的突出技术问题，本发明提供一种基于高压固体开关的高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵方法和装置，采用高压固体开关作为放电开关，具有容量大、功率高、放电开关使用寿命长等优点，采用本发明的基于高压固体开关的高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵方法和装置，可以提升系统稳定性，简化施工程序，提高施工效率，降低施工成本。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0009]—种高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵方法，该方法包括以下步骤:
[0010]步骤一，设置井上装置和井下装置两个部分，通过变压器和整流滤波模块获得低压直流电源；
[0011]步骤二，对低压直流电源进行逆变处理，得到一个双极性低压脉冲电源；
[0012]步骤三，对双极性低压脉冲电源进行升压和整流处理，得到高压脉冲电源；
[0013]步骤四，采用高压脉冲电源对储能装置进行充电；
[0014]步骤五，采用高压固体开关作为放电开关，控制高压固体开关导通，放电电极放电产生液电效应而疏通油路。
[0015]优选的是，在所述步骤一中，井上电网输出380V三相交流电，然后经升压变压器升压至2000V，再经电缆输送到井下，井下设置的降压变压器将2000V交流电降压至380V，380V三相交流电经整流滤波处理后输出一个低压直流电源。
[0016]在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤二中，井下设置大功率逆变装置和控制装置，大功率逆变装置对低压直流电进行逆变处理，控制装置通过占空比调制来控制大功率逆变装置输出脉冲宽度可调的双极性低压脉冲电源。
[0017]在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤三中，井下设置脉冲变压器装置，脉冲变压器装置对双极性低压脉冲电源进行升压和整流处理后输出高压脉冲电源。
[0018]在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤四中，井下设置储能装置、信号检测装置和放电电极，高压脉冲电源对储能装置进行充电。
[0019]在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤四中，储能装置进行充电的步骤具体包括:第一步，根据油井或注聚井现场放电能量的要求，可灵活在井上设置储能装置电压作为充电判据，也是放电能量多少的判据；第二步，充电控制；第三步.测量储能装置端电压；第四步，判断储能装置端电压是否满足设定值要求。
[0020]在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤四中，储能装置进行充电的步骤的第四步的判断储能装置端电压是否满足设定值要求:如果不满足储能装置端电压设定值要求，转入第二步进行充电控制，直到储能装置幅值达到预先设置，完成对储能装置的充电；如果满足储能装置端电压要求，停止充电，并发出允许放电的指令。
[0021]在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤五中，当信号检测装置检测到储能装置两端电压达到放电阈值时，控制装置控制大功率逆变装置停止输出，同时控制高压固体开关导通，在放电电极处放电，由液电效应产生电火花爆，产生强烈冲击波冲击周围地层，疏通渗油通路；当信号检测装置检测到储能装置两端电压降低到充电阈值时，控制装置控制大功率逆变装置开始输出，同时控制高压固体开关断开，重新开始对储能装置充电。
[0022]本发明还公开了一种高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵装置，这是一种用于实现如上任一项所述的高聚能重复强脉冲波注聚井或油井解堵方法的解堵装置。该解堵装置包括井上装置和井下装置两部分，井上装置与井下装置通过电缆连接。
[0023]在上述任一技术方案中优选的是，所述井上装置包括电网和升压变压器；所述电网输出的380V三相交流电通过升压变压器升压到2000V，经电缆输送至井下装置。
[0024]在上述任一技术方案中优选的是，所述井下装置包括降压变压器、整流滤波装置、大功率逆变装置、脉冲变压器装置、储能装置、高压固体开关、信号检测装置、控制装置和放电电极。
[0025]在上述任一技术方案中优选的是，所述降压变压器与升压变压器通过电缆连接，所述降压变压器将电缆输送的2000V交流电降压至380V。
[0026]在上述任一技术方案中优选的是，所述降压变压器与整流滤波装置相连接，所述降压变压器将380V三相交流电输入至整流滤波装置。
[0027]在上述任一技术方案中优选的是，所述整流滤波装置与大功率逆变装置接口一相连接，所述整流滤波装置将380V三相交流电进行整流、滤波处理后输出一个低压直流电源至大功率逆变装置。
[0028]在上述任一技术方案中优选的是，所述大功率逆变装置的接口三与控制装置接口一相连接，所述大功率逆变装置对低压直流电进行逆变处理，控制装置通过占空比调制来控制大功率逆变装置输出脉冲宽度可调的双极性低压脉冲电源。
[0029]在上述任一技术方案中优选的是，所述大功率逆变装置的接口二与脉冲变压器装置相连接，脉冲变压器装置与储能装置的接口一相连接；脉冲变压器装置对双极性低压脉冲电源进行升压和整流处理，输出高压脉冲电源，对储能装置进行充电。
[0030]在上述任一技术方案中优选的是，所述储能装置的接口三与信号检测装置相连接，信号检测装置与控制装置的接口三相连接，控制装置的接口二连接高压固体开关的接入端，高压固体开关的输出端连接放电电极，放电电极接入油井。
[0031]在上述任一技术方案中优选的是，所述储能装置的接口二连接高压固体开关的接入端，高压固体开关的输出端连接放电电极，放电电极接入油井。
[0032]在上述任一技术方案中优选的是，所述大功率逆变装置包括逆变电路、驱动电路和保护电路。
[0033]在上述任一技术方案中优选的是，所述逆变电路与驱动电路相连接，所述逆变电路用于对低压直流电源进行逆变处理以获得双极性低压脉冲电源。
[0034]在上述任一技术方案中优选的是，所述驱动电路与保护电路相连接；所述驱动电路根据控制装置输出的控制信号来调整双极性低压脉冲电源的占空比，继而调整逆变电路输出的脉冲宽度，最终逆变电路输出幅值可调的双极性低压脉冲电源。
[0035]在上述任一技术方案中优选的是，所述脉冲变压器装置包括大功率脉冲变压器和脉冲整流滤波电路。
[0036]在上述任一技术方案中优选的是，所述大功率脉冲变压器的两端分别与大功率逆变装置和储能装置相连接，所述大功率脉冲变压器用于对双极性低压脉冲电源进行升压处理。
[0037]在上述任一技术方案中优选的是，所述脉冲整流滤波电路与逆变电路相连