阅读说明：本技术 一种井下作业脉冲电极结构 (Downhole operation pulse electrode structure ) 是由 康忠健 聂云良 郑世超 王增宏 王聪 翟刚毅 龚大建 王玉芳 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：一种油气井作业脉冲电极结构,包括：阴极通道、阳极通道、绝缘层、密封O型圈；所述阴极通道包括阴极接线端、外连接筒、引斜头、内六角丝堵、紧定螺钉和可调阴极电极。所述阳极通道包括阳极接线端、第一阳极柱、第二阳极柱和阳极电极。所述绝缘层包括上端绝缘层和下端绝缘层。密封O型圈包括外层密封和内层密封。通过上述结构,可以使装置在井下40MPa维压下保证良好密封性、绝缘性。脉冲电极采用高抗电腐蚀碳钨合金材料并利用紧定螺钉使得电极间隙可调,保证设备正常工作的同时,最大限度减小电极损耗,增加电极使用寿命。(A pulsed electrode structure for oil and gas well operations, comprising: the device comprises a cathode channel, an anode channel, an insulating layer and a sealing O-shaped ring; the cathode channel comprises a cathode wiring end, an outer connecting cylinder, an inclined guiding head, an inner hexagonal plug, a set screw and an adjustable cathode electrode. The anode channel comprises an anode wiring terminal, a first anode post, a second anode post and an anode electrode. The insulating layer includes an upper end insulating layer and a lower end insulating layer. The sealing O-ring comprises an outer seal and an inner seal. Through the structure, the device can ensure good sealing performance and insulating property under the underground pressure of 40 MPa. The pulse electrode is made of high-electric-corrosion-resistance carbon-tungsten alloy materials, and the gap between the electrodes is adjustable by utilizing the set screw, so that the normal work of equipment is ensured, the electrode loss is reduced to the maximum extent, and the service life of the electrode is prolonged.)

一种井下作业脉冲电极结构

技术领域

本发明属于非常规页岩油气及脉冲功率领域，具体的涉及一种油气井作业脉冲电极装置结构。

背景技术

我国的页岩油气资源丰富，四川盆地及周缘的海相地层，已经探明的页岩气地质总储量高达7643亿立方米。其中，重庆涪陵页岩气田累计探明地质储量6008亿立方米，成为北美之外最大储量的页岩气田。中国页岩油气地质环境复杂多变，造成页岩油气的开采面临诸多问题与挑战，但在页岩分布广、层系多、页岩气资源量大等有利条件下，中国页岩油气发展具有广阔前景。

在非常规页岩油气开发中，我们发现：以带有目标储层固有频率的高能冲击波连续作用储层，就可以诱发目标储层共振，从而大幅提升储层孔隙度，促进储层裂缝发育，提高渗透率，达到页岩油气稳产、增产的目的。

国内外页岩油气井作业时常采用“电爆丝”引爆的形式产生高能冲击波，该方法所用电极为单次寿命电极，需采用机械结构持续向井下施工设备输送新的电爆丝，送丝过程需要数分钟，导致脉冲频率与储层固有频率相差甚大，无法达到储层固有频率，从而无法诱发目标储层共振。本发明电极基于液电效应产生脉冲冲击波，频率可达数十赫兹，脉冲强度高，能有效作用在目标储层，引起储层共振。

传统医疗、污水处理系统中脉冲功率冲击能量低，电极损耗较小。非常规页岩油气开发中，需要高压高频强脉冲连续作用目标储层，脉冲电极间隙中心点冲击高达数百兆帕。在高强度、高频率冲击下，电极腐蚀情况严重。本发明所采用电极材料为碳钨合金，具有高硬度、强抗电腐蚀能力。阴极电极采用可调节结构，最大限度减小电极损耗的同时，增加电极使用寿命。

井下施工作业时，对设备的绝缘密封性能要求甚高，如何在数千米井下保证设备正常工作，显得尤为重要。本发明脉冲电极采用密封O型圈进行耐压密封，抗压密封等级达40MPa，适用于各种非常规页岩油气井深度。

本发明涉及一种页岩油气井作业脉冲电极结构，可以使装置在井下40MPa维压下保证良好密封性、绝缘性。脉冲电极采用高抗电腐蚀碳钨合金材料并利用紧定螺钉使得电极间隙可调，保证设备正常工作的同时，最大限度减小电极损耗，增加电极使用寿命。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种页岩油气井作业脉冲电极结构。其能够在高维压、高频连续工作时保证良好密封性，最大限度减小电极损耗，增加电极使用寿命。

本公开的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种页岩油气井作业脉冲电极结构，包括：阴极通道、阳极通道、绝缘层、密封O型圈；其中，

所述阴极通道包括阴极接线端、外连接筒、引斜头、内六角丝堵、紧定螺钉和可调阴极电极，

所述阴极接线端与外连接筒固定连接，

所述外连接筒与引斜头固定连接，

所述可调阴极电极通过螺纹调节高度，通过内六角丝堵与紧定螺钉进行固定；

所述阳极通道包括阳极接线端、第一阳极柱、第二阳极柱和阳极电极，

所述阳极接线端与第一铜柱固定连接，

所述第一铜柱与第二铜柱固定连接，

所述第二铜柱与阳极电极固定连接；

所述绝缘层包括上端绝缘层和下端绝缘层；

优选的，所述可调阴极电极与阳极电极为碳钨合金。

优选的，所述可调阴极电极与阳极电极间隙为0.5-1mm。

优选的，所述绝缘层采用聚四氟乙烯材料。

优选的，所述阴极接线端、外连接筒、引斜头采用不锈钢材料。

优选的，所述阳极接线端、第一阳极柱、第二阳极柱采用铜材料。

与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：

(1)本发明所采用电极材料为碳钨合金，具有高硬度、强抗电腐蚀能力。阴极电极采用可调节结构，最大限度减小电极损耗的同时，增加电极使用寿命。不同材料接触面均采用密封 O型圈进行耐压密封，抗压密封等级达40MPa，适用于各种非常规页岩油气井深度。

(2)本发明提供的页岩油气井作业脉冲电极结构能有效克服传统电极不足，提供高频、连续、稳定的高强度脉冲冲击波，以带有目标储层固有频率的高能冲击波连续作用储层，诱发目标储层共振，从而大幅提升储层孔隙度，促进储层裂缝发育，提高渗透率，达到页岩油气稳产、增产的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是根据本发明的一种油气井作业脉冲电极装置结构图。

附图标记说明如下：

1-1、阴极接线端；1-2、外连接筒；1-3、引斜头；1-4、内六角丝堵；1-5、紧定螺钉；2-1、上端绝缘层；2-2、下端绝缘层；3-1、阳极接线端；3-2、第一阳极柱；3-3、第二阳极柱；4-1、密封O型圈；4-2、密封O型圈；4-3、密封O型圈；4-4、密封O型圈；4-5、密封 O型圈；4-6、密封O型圈；5、阳极电极；6、可调阴极电极。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种页岩油气井作业脉冲电极结构。其能够在高维压、高频连续工作时保证良好密封性，最大限度减小电极损耗，增加电极使用寿命。包括：阴极通道、阳极通道、绝缘层、密封O型圈；其中，

所述阴极通道包括阴极接线端、外连接筒、引斜头、内六角丝堵、紧定螺钉和可调阴极电极，

所述阴极接线端与外连接筒固定连接，

所述外连接筒与引斜头固定连接，

所述可调阴极电极通过螺纹调节高度，通过内六角丝堵与紧定螺钉进行固定；

所述阳极通道包括阳极接线端、第一阳极柱、第二阳极柱和阳极电极，

所述阳极接线端与第一铜柱固定连接，

所述第一铜柱与第二铜柱固定连接，

所述第二铜柱与阳极电极固定连接；

所述绝缘层包括上端绝缘层和下端绝缘层；

优选的，所述可调阴极电极与阳极电极为碳钨合金。

优选的，所述可调阴极电极与阳极电极间隙为0.5-1mm。

优选的，所述绝缘层采用聚四氟乙烯材料。

优选的，所述阴极接线端、外连接筒、引斜头采用不锈钢材料。

优选的，所述阳极接线端、第一阳极柱、第二阳极柱采用铜材料。

本发明所采用电极材料为碳钨合金，具有高硬度、强抗电腐蚀能力。阴极电极采用可调节结构，最大限度减小电极损耗的同时，增加电极使用寿命。不同材料接触面均采用密封O 型圈进行耐压密封，抗压密封等级达40MPa，适用于各种非常规页岩油气井深度。

本发明提供的页岩油气井作业脉冲电极结构能有效克服传统电极不足，提供高频、连续、稳定的高强度脉冲冲击波，以带有目标储层固有频率的高能冲击波连续作用储层，诱发目标储层共振，从而大幅提升储层孔隙度，促进储层裂缝发育，提高渗透率，达到页岩油气稳产、增产的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。