Vol. 49 (2013), Issue 1, p. 90-96

Повышение электромагнитной помехоустойчивости cкважинного разрядно-импульсного оборудования

Abstract

УДК 621.314

C целью обеспечения электромагнитной помехоустойчивости разрядно-импульсного оборудования для повышения дебита нефтяных и артезианских скважин выполнено количественное определение уровня электромагнитных помех, генерируемых высоковольтными разрядами, места их возникновения и пути распространения. Проанализированы конструкция установки, ее расположение в скважине и пути растекания тока вдоль ее корпуса через среду, заполняющую скважину. Определено влияние двух составляющих полного тока – тока проводимости и тока смещения на значения и распределение характеристик электрического поля в исследуемой системе объектов, к которой непосредственно относятся разрядно-импульсная установка, заполняющая скважину жидкость, и обсадная труба скважины. На основании выполненного анализа разработана схема замещения рассматриваемой системы, определены параметры ее элементов с учетом скинирования тока в корпусе установки, разработана математическая модель для определения уровня электромагнитных помех. Численным решением математической модели установлено неравномерное распределение амплитудных значений электрического потенциала по длине корпуса установки в каждый момент времени, высокие импульсные значения электрического потенциала в зоне расположения электронных средств управления разрядно-импульсным оборудованием, зависимость которого от времени воспроизводит форму кривой тока электрического разряда; существенное влияние удельной электропроводности жидкости в скважине на распределение электрического потенциала. Благодаря выполненному численному анализу удалось существенно повысить надежность эксплуатации разрядно-импульсного оборудования путем экранирования корпуса, который не был сплошным в области кабельного ввода, и отделением нулевой точки высоковольтного зарядного устройства с промежуточным преобразованием частоты от корпуса установки.

In order to ensure electromagnetic noise immunity of pulse power equipment intended for increasing oil and artesian well output production the quantitative determination of the level of electromagnetic interference gene-rated by high voltage discharges, places of their origin and ways of distribution has been carried out in the article. The design of the installation, its location in the borehole and the ways of current spreading along the installation hull through the medium that fills the borehole have been analyzed. The effect of both components of the total current, i.e. of the conduction current and the displacement current, on the values and characteristics of the electric field distribution in the studied system of objects, including the pulsed power installation, the liquid medium filling the borehole and the well casing has been determined. On the basis of the analysis performed the equivalent circuit of the system has been worked out, the parameters of its elements have been determined with accounting for the skin effect in the installation hull, the mathematical set of equations has been worked out to determine the level of electromagnetic interference. The uneven distribution of the electric potential amplitude values along the installation hull length at every moment, high pulse values of the electric potential within the location of electronic means controlling the pulse power equipment, whose dependence on time reproduces the shape of the electric discharge current, a significant effect of the specific conductivity of the liquid in the well on the distribution of electrical potential have been obtained with numerical solution of the mathematical model. On the base of the performed numerical analysis the reliability of the pulse power equipment operation has been significantly improved by shielding the hull, which was not continuous in the area of the cable entry, and separation of zero point of the high-voltage charging device with an intermediate frequency conversion from the installation hull.

Download full-text PDF. 3038 downloads

Menu

Vol. 49 (2013), Issue 1, p. 90-96

Повышение электромагнитной помехоустойчивости cкважинного разрядно-импульсного оборудования

Abstract