SU807185A1 - Electrode assembly of electric discharge-type source of oscillations - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОДНЫП УЗЕЛ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА КОЛЕБАНИЙ(54) ELECTRODE NODE ELECTRIC DISCHARGE SOURCE OF OSCILLATIONS

кумул тивную камеру, находитс  на определенном рассто нии от внутренней поверхности обсадной колонны. Между электродом-острием и поверхностью колонны создаетс  высокий потенциал , в результате чего между ними возникает электрический разр д, обраэунвдий электрогидравлический удар. Энерги  этого удара благодар  фокусирукхчему действию кумул тивной камеры 8 виде мощных звуковых импульсов передаетс  через слой металла колонны и цементное кольцо в породу (31.The cumulative chamber is located at a certain distance from the inner surface of the casing. A high potential is created between the tip electrode and the surface of the column, which results in an electrical discharge between them, forming an electro-hydraulic shock. The energy of this impact, due to the focusing action of the cumulative chamber 8, is transmitted through the metal layer of the column and the cement ring to the rock in the form of powerful sound pulses (31.

Устройству присущи следующие недостатки :The device has the following disadvantages:

1.При применении данного устройства дл  очистки фильтров скважин качественна  очистка не мэжет быть достигнута, так как в определенном положении корпуса излучател  воздействие оказываетс  на ограниченный участок поверхности фильтра скважины . Дл  обработки всей поверхности фильтра необходимо измен ть положение излучател , что не представл етс  целесообразным.1. When using this device for cleaning well filters, high-quality cleaning cannot be achieved, since in a certain position of the emitter housing the impact is on a limited portion of the surface of the well filter. In order to treat the entire surface of the filter, it is necessary to change the position of the radiator, which does not seem appropriate.

2.ИскровьШ разр д происходит в ограниченном кумул тивной камерой обеме . КрО14е того, относительна  разоби{енность жидкости, наход щейс 2. Correction occurs in a volume limited by a cumulative camera. In addition, the relative breakdown of a fluid that is

в кумул тивной кгциере, от основной массы жидкости в сквгикине не обеспечивает циркул ции жидкости вокруг корпуса генератора. Все это вызывает перегрев генератора и ухудшение его характеристик.in the cumulative cylinder, from the bulk of the liquid in the squigikine it does not circulate the liquid around the generator casing. All this causes overheating of the generator and the deterioration of its characteristics.

3.Работа излучател  происходит3. The emitter works

в непровод щей среде. Отсюда необходимость в специальном высоковольтном источнике электроэнергии, а также повьааенные требовани  к изол ции. Кроме того, больша  мощность разр дов приводит к раздутию или даже к разрушению сетки фильтра.in a non-conductive environment. Hence the need for a special high-voltage source of electricity, as well as the requirements for insulation. In addition, the high power of the discharges leads to a swelling or even destruction of the filter screen.

4.Частота электрических разр дов невелика и несравнима с собственной частотой колебаний каркаса и сетки фильтра. Вследствие этого не могут возникнуть резонансные  влени , способствуквдие лучшей очистке фильтра .4. The frequency of electrical discharges is small and incomparable with the natural frequency of oscillation of the frame and the filter grid. As a consequence, resonance phenomena cannot occur, contributing to better filter cleaning.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл емс  электродный узел электроразр дного источника колебаний, содержащий токо 1ровод щий стержень и коаксиальный ему тркопровод щий цилиндр, разделенные диэлектрикоМу и группу каналов , выполненных в диэлектрике и токопровод щем цилиндре перпендикул рно его оси 47 .The closest in technical essence to the present invention is an electrode unit of an electric discharge oscillation source containing a current-conducting rod and a contact-conducting cylinder coaxial to it, separated by a dielectric and a group of channels made in a dielectric and a conductive cylinder perpendicular to its axis 47.

Недостатки устройства состо т в том, что дл  возбуждени  колебаний при электроискровом разр де в непровод щей среде требуетс  наличие специального источника высокого напр жени . Кроме того, не обеспечиваетс  направленность циркул ции жидкости.The drawbacks of the device are that to excite oscillations in an electric spark discharge in a non-conducting medium, a special high voltage source is required. In addition, fluid circulation is not directed.

вследствие чего происходит неравномерный прогрев устройства, отсутствует строга  направленность излучени  и, как следствие, нет стабилизации параметров возбуждаемых колебаний .as a result, an uneven heating of the device occurs, there is no strict radiation directivity and, as a result, there is no stabilization of the parameters of the excited oscillations.

Цель изобретени  - расширение области применени  и стабилизаци  рабочих параметров.The purpose of the invention is to expand the scope and stabilize the operating parameters.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в токопровод щем стержне выполнена полость, сообщающа с  с каналами.This goal is achieved by the fact that a cavity is made in the conductive rod, communicating with the channels.

Один из крайних каналов выполнен с меньшей площадью, чем другой крайний канал..One of the extreme channels is made with a smaller area than the other extreme channel ..

Каналы выполнены суживак1димис  в сторону окружающей жидкости.The channels are made suzhivak1dimis toward the surrounding liquid.

На фиг. 1 изображен генератор в однофазном исполнении, общий вид на фиг. 2 - генератор в трехфазном исполнении, общий вид.FIG. 1 shows a single-phase generator, the general view in FIG. 2 - three-phase generator, general view.

Электродный узел содержит металлический корпус - токопровод щий цилиндр 1 с расположенным в нем токопровод щим стержнем 2, выполненнъал из провод щего и стойкого к коррозии материала, снабженным полостью , диэлектрик 3, заполн ющий пространство между корпусом и стержнем , и узел 4 креплени  и подключени  кабел  5. Каждьй стержень 2 в верхней и нижней части соединен с окружающей жидкостью сужак цимис  каналами 6 в диэлектрике, причем верхний канал каждого электрода выполнен с меньшей цпоздадью сечени , чем нижний. Вокруг выходных отверстий этих каналов в корпусе генератора выполнены изол ционные вставки 7 из теплостойкого материала, например керамические.The electrode assembly contains a metal case — a conductive cylinder 1 with a conductive rod 2 located in it, made of a conductive and corrosion-resistant material, equipped with a cavity, a dielectric 3, filling the space between the case and the rod, and the cable fastening and connecting unit 4 5. Each rod 2 in the upper and lower parts is connected to the surrounding liquid by suzhak tsimis channels 6 in the dielectric, and the upper channel of each electrode is made with a smaller cross section than the bottom one. Insulating inserts 7 are made of heat-resistant material, for example, ceramic, around the outlets of these channels in the generator housing.

Источником энергии,, обеспечивающим работу устройства,  вл етс  элетронный генератор импульсов, имек ций крутой передний фронт (дл  повьшюни  амплитуды колебаний жидкости ) и частоту следовани  до 1 кГц, котора  оказываетс  близкой к собственной частоте колебаний каркаса и сетки фильтра.The source of energy ensuring the operation of the device is an electronic pulse generator, having a steep leading edge (to increase the amplitude of fluid oscillations) and a tracking frequency of up to 1 kHz, which is close to the natural frequency of the frame and filter mesh.

Электронный генератор импульсов питаетс  от промышленной сети переменного тока напр жением 220-380 в. Одна его выходна  клемма подсоединена к полому стержню 2, а друга  - к корпусу электроразр дного узла жидкости и к каркасу фильтра.The electronic pulse generator is powered from an industrial AC network with a voltage of 220-380 volts. One of its output terminals is connected to the hollow rod 2, and the other to the body of an electrical discharge unit of the liquid and to the filter frame.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перед началом работы в жидкости, заполн ющей скважину, где установлен генератор, раствор ют вещество , создакздее электролит (например NaCI или концентрированна  сол на  кислота), JSpyriiM вариантом  вл етс  размещение вещества, создаю11его электролит, внутри полых стержней 2. В этом случае необходимо брать вещество , наход щеес  в твердом состо щий (например NaCl).Before starting work, a substance is dissolved in the fluid filling the well where the generator is installed, creating an electrolyte (such as NaCI or concentrated hydrochloric acid), the JSpyriiM option is to place the substance creating the electrolyte inside the hollow rods 2. In this case solid substance (for example, NaCl).

При подключении кабел  5 к источнику питающего напр жени  между полым стержнем 2 и корпусом 1 (либо каркасом фильтра) начинает протекат ток через верхний и нижний сужакмдиес  каналы.When the cable 5 is connected to the source of supply voltage between the hollow rod 2 and the housing 1 (or the filter frame), a current flows through the upper and lower sugakmdies channels.

При этом наибольша  плотность тока и, следовательно, наибольший местный нагрев жидкоеxi: будет в самой узкой части каналов вблизи iK верхности корпуса, где в результате электролиза происходит наиболее обильное выделение газовых пузырьков . Вследствие этого в следуквдий период времени ток проходит только между отдельными каналами. Это приводит к дальнейшему мгновенному нагреву прилегающего сло  жидкости, образованию парового пузыр  и колебанию электролита. Благодар  су-., жарадимс  каналам колебани  имеют направленный характер (перпендикул но к поверхности корпуса), чем достигаетс  качественна  очистка фильтра скважины.At the same time, the current density is greatest and, consequently, the greatest local heating of liquidxi: will be in the narrowest part of the channels near the iK surface of the housing, where electrolysis results in the most abundant release of gas bubbles. As a result, in the next period of time the current passes only between the individual channels. This leads to further instantaneous heating of the adjacent layer of liquid, the formation of a vapor bubble and the oscillation of the electrolyte. Owing to the sura., The jaradims oscillations channels are directed (perpendicular to the surface of the housing), which results in a high-quality cleaning of the well filter.

Благодар  тому, что дл  каждого электрода верхний канал выполнен е меньшей площадью поперечного сечени , чем нижний - нагрев жидкости и, следовательно,, давление паров насыщени  в паровом пузыре, образующемс  на выходе верхнего канала, больше, чем на выходе нижнего. Следовательно , у поверхности корпуса электроразр дного узла имеет место разность давлений в каждый момент пульсации и, таким образом, возникает циркул ци  жидкости .вне электроразр дного узла сверху вниз, что ускор ет осаждение продуктов очистки фильтра. Выполнение электроразр дного узла польвл обеспечивает круговую циркул цию снаружи и внутри корпуса, что создает услови  дл  прелс/твращени  перегрева электрораэр дного узла, т. е. дл  стабилизации параметров колебаний. Этоьо же способствует наличие изол ционных те плостойких вставок в корпусе, обрв;мл к аих выходные отверсти  каналов и обладамщ х малой теплопроводностью .Due to the fact that for each electrode the upper channel is made with a smaller cross-sectional area than the lower one - the heating of the fluid and, therefore, the vapor pressure of saturation in the vapor bubble formed at the exit of the upper channel is larger than at the lower one. Consequently, at the surface of the housing of the electric discharge unit, there is a pressure difference at each moment of pulsation and, thus, there is a circulation of liquid outside the electric discharge unit from top to bottom, which accelerates the precipitation of filter cleaning products. The execution of the electric discharge unit enables the circular circulation outside and inside the housing, which creates conditions for preventing / overheating the electric outlet node, i.e., for stabilizing the oscillation parameters. This is facilitated by the presence of insulative heat-resistant inserts in the housing, obrv; ml to their outlet openings of the channels and possessions of low thermal conductivity.

; Во втором варианте работы устройства , т.е. в случае размещени  в полых электродгж вещества, образуивдего при растворении его в жидкости электролит, непровод ща  жидкость окружающа  генератор в процессе циркул ции через электроды раствор ет размещенное там вещество и выходит HapysTcy генератора, создава  возле его поверхности провод щий слой.; In the second version of the device, i.e. if a substance is placed in the hollow electrodzhe, forming when the electrolyte dissolves it in the liquid, the non-conducting liquid surrounding the generator dissolves the substance placed there during circulation through the electrodes and the HapysTcy of the generator leaves, creating a conductive layer near its surface.

Наличие в конструкции генератора сужагачихс  каналов б в диэлектрике, а также выполнение стержней 2 полыми позвол. ет повысить качество очистки фильтров скважин за счет направленности колебаний жидкости. Кроме того, така  конструкци  обеспечивает вывод пульсирующего парового пузыр  за пределы корпуса генератора и круговую циpкyл ц i.J жидкости .по пути каналы - электрод - окружающа  жидкость. Благодар  этому удаетс  снизить внутреннюю температуру со 150°до 31°С при температуре окружающей жидкости 20°С, что приводит к улучшению и стабилиза0 ции параметров колебаний. Выполнение дл  каждого электрода верхнего сужающегос .канала с меньшей площадью поперечного сечени , чем нижнего , обеспечивает направленность The presence in the design of the generator of the jets of channels b in the dielectric, as well as the implementation of the rods 2 hollow permits. It does not improve the quality of well filter cleaning due to the direction of fluid oscillations. In addition, such a structure provides for the output of a pulsating vapor bubble beyond the limits of the generator housing and the circular i.J circle of liquid. Along the way, the channels — the electrode — the surrounding liquid. Due to this, it is possible to reduce the internal temperature from 150 ° to 31 ° C with a surrounding liquid temperature of 20 ° C, which leads to an improvement and stabilization of the vibration parameters. The implementation for each electrode of the upper narrowing channel with a smaller cross-sectional area than the lower one provides directionality

5 циркул ции жидкости вне генератора сверху вниз и, следовательно, ускорение процесса осаждени  продуктов очистки фильтра. Размещение в полых электродах вещества, создающего при растворении его в жидкости 5 circulation of fluid outside the generator from top to bottom and, consequently, acceleration of the process of sedimentation of filter cleaning products. Placement in the hollow electrodes of a substance that creates when dissolved in a liquid

0 электролит, дает возможность возбуждать колебани  в непровод щей жидкости . Приближение частоты колебаний генератора к собственной частоте колебаний каркаса и сетки филь5 тра вызывает возникновение резонансных  влений, способствующих лучшей ;очистке фильтра.0, the electrolyte makes it possible to excite oscillations in a non-conducting liquid. The approximation of the oscillation frequency of the generator to the natural frequency of oscillation of the frame and the filter mesh causes the occurrence of resonant phenomena that contribute to a better cleaning of the filter.

Claims (4)

1.Электродный узел электрораз0 р дного источника колебаний, содержащий токопровод адий стержень и коаксисшьный ему токоп ровсд вдий цилиндр, разделенные диэлект1 иком, и группу каналов, выполнении в диэлектрике1. Electrode node of an electrodiode oscillation source containing an electrical conductor, an adi rod and a coaxial current oscillator, separated by a dielectric, and a group of channels, performed in a dielectric 5five и токопровод щем цилигщре перпендикул рно его оси, о Ф л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  области применени  и стабилизации рабочих параметров, в то0 копровод5вдем стержне выполнена полость , сооачающгшс  с кадаалами.and the conductive cylinder is perpendicular to its axis, which is flush with the fact that, in order to expand the scope of application and stabilize the operating parameters, a cavity is made at the core with the cadaals attached to the rod. 2.Электродный узел до п. 1, о тпичающийс  ,что один из крайних каналов выполнен с меньшей площадью; чем другой крайний канал.2. Electrode node up to item 1, which means that one of the extreme channels is made with a smaller area; than the other extreme channel. 5five 3.Электродный узел по п 1, отличающийс  тем, что канаюл ваполиены. суживаи пи №са в сторону окружак дей жидкости.3. Electrode assembly according to claim 1, characterized in that the canals are wapolyenes. narrow the pi nsa towards the surroundings of the fluid. Источники информации, Information sources, Q прин тые во внимание  ри экспертизеQ taken into consideration during examination 1.Авторское свидетельство СССР 175678, кл. В Об В 1/02, 1965.1. Author's certificate of the USSR 175678, cl. In About In 1/02, 1965. 2.Авторекое свидетельство СССР № 174017, к . S 06 В 1/02, 1965.2. Autorokate certificate of the USSR No. 174017, to. S 06 B 1/02, 1965. 5five 3.Авторское свидетельство СССР 410351, кл. 6 01 V 1/40, 1974.3. Author's certificate of the USSR 410351, cl. 6 01 V 1/40, 1974. 4.{ льницкий Л.М. и Фатёшибе ,ков М.Х. Разработка методики сейсмоакустическоро профилировани  при изучении геологического строени  4. {lnitsky L.M. and Fatioshibe, M.Kh. Development of seismoacoustic profiling techniques in the study of geological structure 0 береговой зоны Кавказского побережь  Черного мор  дл  решени  инжвнврно.геологических задач. Отчет. Фонды МГУ им. JtoMOHOCOBa, М., 1973 с. 1213 (прототип).0 of the coastal zone of the Caucasian coast of the Black Sea for solving engineering problems. Report. Funds of Moscow State University. JtoMOHOCOBa, M., 1973 p. 1213 (prototype). 5five