Электродный узел электроразрядногоисточника колебаний

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИЗЛЬСТВУСоюз Сфветскми Социалистических Реслублмк(5)М , 3 6 01 Ч 1/04 Государстаеиный комитет СССР ио аедаи изобретеииЯ н открытнЯ(71) Заявите КТРОДНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА КОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к устройет 1 вам для возбуждения механических колебанийжидкости с использованием " электрической энергии, в частности к генераторам возбуждения колебаний электролита и может быть использовано, например, для очистки Фильтров скважин.Известен электродный узел электро" 1 О разрядного источника колебаний, состоящий из трубчатого эластичного корпуса и электродов, в корпусе которого выполнен фигурный вырез, обеспечивающий поперечно расположенным электродам амортизацию Щ .Такая конструкция электродного узла не обеспечивает направленности циркууяции жидкости, вследствие чего нагретая при разрядах жидкость поднимается в верхнюю часть разрядил ка и вызывает нагрев корпуса и элек- . тродов, Это препятствует стабилизации параметров колебаний.Кроме того, для возбуждения коле баний при электроискровом разряде в непроэодящей среде требуется на-. личие специального источника высокого напряжения.Известен также электродный узел электроразрядного источника колеба- М ний, в котором для увеличения интенсивности уиругих колебаний на значительных ресстоямиях от выходногосопла использован гидравлическийудар, создаваемый разрядом между соплом и центральным стержнем (электродом) 12 .Однако В таком устройстве Происходит возбуждение мощных одиночных:импульсов давления, для чего необходим специальный источник электрической энергии, Кроме того; энергия колебаний концентрируется водном определенном направлении, вто время как для очистки Фильтровскважин необходимо воздействоватьна всю поверхность Фильтра,Известен электродный узел электроразрядного источника колебаний,содержащий корпус, электрод и электрический изолятор, выполненный ввиде конуса и.образующий в корпусекумулятивную полость. Электрод вы -полнен в виде острия и выведен через электрический изолятор в кумулятивную полость,Корпус излучателя прижимаетсяк стенке скважины, обсаженной колонной. Положительный электрод-острие, проходящий через изолятор в5 О 15 26 ЗО 35 40 45 30 55 46 65 кумулятивную камеру, находится наоцределенном расстоянии от внутренней поверхности обсадной колонны.Между электродом-острием и поверхностью колонны создается высокий потенциал, в результате чего междуними возникает электрический разряд,образующий электрогидравлическнйудар. Энергия этого удара благодаряФокусирующему действию кумулятивнойкамеры в виде мощных звуковых импульсов передается через слой металлаколонны и цементное кольцо в породу И.Устройству присущи следующие недостатки:1. При применении данного устройства для очистки Фильтров скважинкачественная очистка не может бытьдостигнута, так как в определенномположении корпуса излучателя воздействие оказывается на ограниченныйучасток поверхности Фильтра скважины. Для обработки всей поверхностиФильтра необходимо изменять положение излучателя, что не представляется целесообразным.2. Искровый разряд происходит вограниченном кумулятивной камерой объеме. Кроме того, относительная разобщенность жидкостк, находящейсяв кумулятивной камере, от основноймассы жидкости в скважине не обеспечивает циркуляции жидкости вокругкорпуса генератора. Все зто вызывает перегрев генератора и ухудшение его характеристик.3. Работа излучателя происходитв непроводящей среде. Отсюда необходимость в специальном высоковольтном источнике электроэнергии, а также повышенные требования к изоляции.Кроме того, большая мощность разрядов приводит к раздутию или даже кразрушению сетки Фильтра.4. Частота электрических разрядов невелика и несравнима с собственной частотой колебаний каркаса и сетки Фильтра. Вследствие этого ке могут возникнуть резонансные явления,способствующие лучшей очистке Фильтра,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяэлектродный узел электроразрядногоисточника колебаний, содержащий токойроводящий стержень и коаксиалькык .ему токопроводящнй цилиндр, разделенные диэлектриком, и группу каналов, выполненных в диэлектрике итокопроводящем цилиндре перпендикулярно его оси 43Недостатки устройства состоятв том, что для возбуждения колебанийпрк электроискровом разряде в непроводящей среде требуется наличие спецвалъиого источника высокого напряжения. Кроме того, не обеспечиваетсянаправленность циркуляции жидкости,вследствие чего происходит неравномерный прогрев устройства, отсутствует строгая направленность излучения н, как следствие, нет стабилизации параметров возбуждаемых колебаний,Цель изобретения - расширениеобласти применения и стабилизациярабочихпараметров.Поставленная цель достигаетсятем, что в токопроводящем стержневыполнена полость, сообщающаяся сканалами.Один из крайних каналов выполнен с меньшей площадью, чем другойкрайний канал.Каналы выполнены суживающимисяв сторону окружающей жидкости.На Фиг. 1 изображен генераторв одноФазном исполнении, общий вид;на Фиг. 2 - генератор в трехФазном исполнении, общий вид.Электродный узел содержит метал"лический корпус - токопроводящийцилиндр 1 с расположенным в немтокопроводящим стержнем 2, выполненным из проводящего и стойкого к кор-,розии материала, снабженным полостью, диэлектрик 3, заполняющийпространство между корпусом и стержнем, и узел 4 крепления н подключения кабеля 5, Каждый стержень 2в верхней и нижней части соединенс окружающей жидкостью сужающимисяканалами б в диэлектрике, причемверхний канал каждого электрода выполнен с меньшей Площадью сечения,чем нижний. Вокруг выходных отверстий этих каналов в корпусе генератора выполнены изоляционные вставки 7 из теплостойкого материала,например керамические.Источником энергииобеспечивающим работу устройства, является электронный генератор импульсов, имеющий крутой передний Фронт (для повышения амплитуды колебаний жидкости) и частоту следования до 1 кГц,которая оказывается близкой к собственной частоте колебаний каркасаи сетки Фильтра.Электронный генератор импульсовпитается от промышленной сети перевенного тока напряжением 220-380 В,Одна его выходная клемма подсоединена к полому стержню 2, а другая - к корпусу электроразрядногоузла жидкости и к каркасу Фильтра.Устройство работает следующимобразом.Перед началом работы в жкдкости,заполняющей скважину, где установлен генератор, растворяют вещество, создающее электролит (напримерйаС 1 кли концентрированная солянаякислота), Другим вариантом являетсяразмещение вещества, создающегоэлектролит, внутри полых стержней 2.9 этом случае необходимо брать вещество, находящееся в твердом сос- . правленности колебаний жидкости. Кротоящии (например МаС 1). ме того, такая конструкция обеспеПрн подключении кабеля 5 к источ- чивает вывод пульсирующего парового нику питающего напряжения между по- пузыря за пределы корпуса генератолым стержнем 2 и корпусом 1 (либо ра и круговую циркуляци. жидкости каркасом фильтра) начинает протекать ,по пути качали - электрод - окруток через верхний н нижний сужающие- жающая жидкость. Благодаря этому5ся каналы, удается снизить внутреннюю темпераПри этом наибольшая плотность туру со 150 до 31 С при темпера- тока и, следовательно, наибольший туре окружакщеи жидкости 20 С, чтоо местный нагрев жидкоел будет в са- приводит к улучшению и стабилиэамой узкой части каналов вблизи по- о ции параметров колебаний. Выполневерхности корпуса, где в результа- ние для каждого электрода верхнего те электролиза происходит наиболее сужающегося. канала с меньшей плообильное выделение газовых пузырь- щадью поперечного сечения, чем нижков. Вследствие этого в следующий него, обеспечивает направленность период времени ток проходит только 15 циркуляции жидкости вне генератора между отдельными каналами. Это при- сверху вниз н, следовательно, усводит к дальнейшему мгновенному на- корение процесса осаждения продукгреву прилегающего слоя жидкости, тов очистки фильтра. Размещение в образованию парового пузыря и коле- полых электродах вещества, соэдаюбанию электролита. Благодаря су-, щ щего при растворении его в жидкости жаищнмся каналам колебания имеют электролит, дает возможность возбужнаправленный характер (перпендикуляр- дать колебания в непроводящей жидно к поверхности корпуса), чем до- кости. Приближение частоты колебастигается качественная очистка филь- ний генератора к собственной частотра скважины. те колебаний каркаса и сетхи фнпьБлагодаря тому, что для каящого тра вызывает возникновение резонанэлектрода верхний канал выполнен с сных явлений, способствующих лучшей меньшей площадью поперечного сече" очистке Фильтра. ння, чем нижний - нагрев жидкости Формула изобретения и, следовательно, давление паров 1. Электродный узел электроразнасыщения в паровом пузыре, образу- ф рядного источника колебаНий, содерющемся на выходе верхнего канала жащий токопроводящнй стержень и коакбольше, чем на выходе нижнего. Сле- сиальный ему токопроводящий цилиндр довательно, у поверхности корпуса Разделенные диэлектриком, и группу электроразрядного узла имеет местоканалов, выполненньщ в диэлектрике разность давлений в каждый момент Зз и токопроводящем цндиндре перпендипульсации и, таким образом, возни-кулярно его оси, о т л и ч а юкает циркуляция жидкости .вне электро- щ и й с я тем, что, с целью расразрядного узла сверху вниз, что ус- ширения области применения и стакоряет осаждение продуктов очнст- билизации рабочих параметров, в токи фильтра. Выполнение электрораз Ц копроводящем стержне Выполнена порядного узла полым обеспечивает кру- лость, сообщающаяся с хаиалами. говую циркуляцию снаружи и внутри 2. Электродный узел поп,1, о ткорпуса, что создает условия для и и ч а в щ и й с я тем,что один из прец.твращения перегрева электрораз- крайних каналов выполнен с меньшей рядного узла, т,е. для стабилизации 4 площадью, .чем другой крайний канал. параметров колебаний. Этому же спо. Электродный узел по ц. 1, .собствует наличие изоляционных те- о т л и ч а ю щ и й с я тем, что плостойких вставок в корпусе, обра- каналы выполнены, суживающимися в стомляющих выходные отверстия каналов рону окружюзцей жидкости. ,и обладающих малой теплопровод- Нсточннки информации, ностью. принятые во внимание при экспертизеВо втором варианте работы устрОй. Авторское свидетельство СССР ства, т.е. в случае размещенмя в по 175678, кл. В Об В 1 Л 2 с 1965лых электродах вещества, обраэующе. Ьвторакое свидетельство СССР го при растворении его в жидкости . 9 174017, кл. 6 06 В 1/02 с электролит, непроводящая жидкость И 3. Авторское свидетепьстВо СССР окружающая генератор в процессе цир 410351, кл, 6 01 Ч 1/40 1974куляции через электроды растворяет 4. Кульницкий Л,И. н Фаталиберазмещенное там вещество и выходит ,ков И.Х. Разработка методики сейсмонаружу генератора, создавая возле акустического профилирования при его поверхности проводящий слой. до изучении геологического строенииНаличие в конструкции генератора береговой зоны Кавказского побережья сужающихся каналов б в диэлектрике, Чарного моря для решения инженерно- а также выполнение стержней 2 по- геологических .задач. Отчет. Фонды лыьи позволяет повысить качество очи- ,ИГУ им. Ломоносова, И., 1973 с. 12- стки фильтров скважин за счет на- д 13 (прототип).