伸。为了确保如果发生装置故障操作者的快速反应，在地面控制单元的面板中安装了具有声音警报和光(LED)警报的联锁装置。所要求的发明具有额外的突出的并且实质性的区别特性，诸如地面控制单元的现有电子电路技术状况示意，该电子电路示意包括数字电子组件和高级PCB。
[0084]给定发明的显著特性是地面控制单元的所有部分是模块化的，并且所述部分和PCB设置有用于简单并且迅速替换和/或修理的连接器。该设计增强可靠性，改善效率并且简化维护和修理操作两者。地面控制单元封闭在安全锁定的抗冲击箱(例如，派力肯(Pelican)箱)中。
[0085]等离子体源的高压电路被制造用于放置在生产井、成熟井、废弃井、陆地井、岸上井、离岸井、钻孔、裸孔、注入井、用于二氧化碳注入的井、废物处理井、保存井以及其它人造开口或者天然开口中。因此，它们被设计为所有电接触和连接都设置有电螺纹连接器而不是常规焊接以便消除触点烧损和短路。
[0086]本发明的独特特性是等离子体源的壳体前端配备有由抗冲击材料制成的圆锥形可移除外壳。外壳防止等离子体源在使其沿着井/开口移动的过程中意外贴附和损坏并且保护测井电缆免于破损和撕扯破裂。
[0087]当前设备的等离子体源包括各自具有6kV工作电压和50微法电容的下一代高压电容器。电容器是小的并且重量轻的。这允许等离子体源附接的测井承载/推送电缆的长度延伸至至少5，000 (五千)米用于插入到具有对应深度的井中。可以在高达100摄氏度的井流体温度下操作等离子体源。电力电容器的单元上存储的能量维持由校准金属导体的爆炸引起的金属等离子体，该校准金属导体位于等离子体源的等离子体发射器的电极间间隙中。爆炸在井流体中发生，其增大由引导支架引导的所产生冲击波的功率密度。
[0088]等离子体源配备有紧凑的、非常可靠的接触器(当与空中放电避雷器相比时优秀得多)。接触器发起穿过校准金属导体的电力电容器的单元的放电。该设计方案允许等离子体源尺寸减小并且简化电气示意图。
[0089]本发明额外的有利方面是高压电极的设计允许在维护服务期间容易地装配/拆卸电极。为了充分地增加电极的工作寿命，该电极用高熔点/耐熔金属和/或合金进行涂敷或者熔化接合。
[0090]等离子体源包括两个电极。对于垂直放置的等离子体源，由于它将处在插入在垂直井中的情况下，因此高压电极是顶电极。高压电极具有凹形形状并且由盘片隔开。高压电极的凹形尖端被压到盘片中以排除故障以及从该电极到等离子体发射器的主体的漏电两者。用具有橡胶密封件的专门塑料套筒将电极附接至等离子体发射器。套筒充当电绝缘体并且防止井流体在过度压力下渗透到等离子体源中。
[0091]对于垂直安置的等离子体源，第二接地电极位于顶部高压电极下面。该底电极包括两个部分并且没有螺纹连接。因此，它不需要对准，这充分地提高了其可靠性和持久性。底电极具有轴向开口，用于使校准金属导体向上延伸穿过开口至顶部高压电极。底电极利用特别成形的螺母附接至等离子体发射器。应当注意，底电极与等离子体发射器电接触。
[0092]用于传送校准金属导体的装置位于等离子体源的前端中并且连接至具有凸缘的等离子体发射器。用于传送校准金属导体的装置的所有细节(包括用于存储金属导体的线轴)都安装在电介质平台上。传送装置包括柱塞芯电磁体，该柱塞芯电磁体具有用于传递金属导体的轴向开口。该芯附接至平台。具有尖锐/渐缩后缘的L形推进式致动器牢固地附接至电磁体芯。随着柱塞来回移动，推进式致动器的边缘将导体紧密地销接至平台并且辅助导体滑动穿过塑料引导衬套和底电极开口，直到使导体与顶部高压电极接触。设计方案借助于校准金属导体提供两个电极的非常可靠桥接，并且根据期望工作模式维持金属等离子体的重复产生。
[0093]应当注意，可以关于存储细节和运输机制对用于传送校准金属导体的装置进行不同的设计:后者可以以具有许多校准金属导体预切割片的一个或者多个弹簧加载夹的形式实现或者可以被制造为具有预切割校准金属导体的旋转汽缸。
[0094]由金属密封外壳封装用于传送校准金属导体的装置以保护它免受机械损坏和/或井流体的其它不利影响。外壳充满专门的补偿液体，该补偿液体防止井流体渗入传送装置中。外壳前端的形状使等离子体源沿着井/钻孔/开口移动期间的意外贴附最小化。
[0095]等离子体发射器的上部借助于螺纹连接附接至等离子体源的主要固体壳体。专门的环形密封件防止井流体在过度压力下渗透到等离子体源中。在位于电极之间的校准金属导体爆炸和金属等离子体产生之后，出现压力脉冲/输出冲击波。
[0096]等离子体发射器中心的电极间间距由其特征在于三角形横截面的三个支架围绕，该三角形横截面具有最靠近电极间间隙的48度的角度。在第二优选实施例中，最接近电极间区域的支架的三角形横截面角度是10-60度。支架的长度和它们的横截面形状可以根据过程的需求、冲击波性质和期望处理结果而大大地改变。支架将由流体中的压力脉冲产生的(一个或者多个)输出冲击波引导至井、中间层、沉积物和/或其它介质/物体中。引导的冲击波的传播的主要方向是径向方向(垂直于钻孔轴线)。例如，该方向在垂直钻孔中相对于地球表面是水平的。所引导的冲击波沿着井的垂直横截面在高达330度的角度总和内传播。在没有显著衍射、反射、干扰以及其它相关现象的情况下，受到所引导冲击波作用的钻孔的同轴截面长度由等离子体发射器的顶面与发射器的底面之间的距离(即等离子体发射器的高度)限定。为了在轴向方向上(沿着钻孔轴线)提供不间断的井处理，必须沿着井移动等离子体源并且校准导体应当每1-3英尺爆炸一次。
[0097]为了放大受等离子体源处理影响的井区域并且通过增大处理点之间的距离削减关联费用，可以将等离子体发射器的顶部和/或底部成形为圆锥体。例如，由两个相对的圆锥体的圆锥表面形成的角度(各自具有顶点为60度角度的圆锥尖端)在沿着其长度的等离子体源横截面中等于120度。在另一个实施例中，(一个或者多个)相对圆锥表面在沿着其长度的等离子体源横截面中为双曲线形。两个实施例允许在垂直平面和纵向平面(沿着井)两者中引导冲击波。因此，等离子体源处理的效率显著地增大。将邻近处理点之间的距离放大10-20倍，减少井处理时间并且延长等离子体源的使用寿命。
[0098]在优选实施例中，本发明的校准金属导体由纯金属和/或同质金属制成。校准金属导体的爆炸消耗电容器单元上存储的所有能量，导致压力和温度显著地高于过多工业过程中的那些压力和温度。
[0099]校准导体可以由合金、导电复合物或者其它合适的导电物质制造。当仔细选择合金和/或复合材料的组成和性质时，可以在校准导体爆炸之后发起(一个或者多个)目标化学反应，其可以显著地强化效果。化学化合物的产生取决于它们的热稳定性:它们越热稳定，它们就产生得越多。除等离子体化学反应以外，还可以发起有机反应、金属有机反应和/或催化过程。
[0100]在一定条件下，可以在爆炸之后产生导体的纳米颗粒，其可以允许在井流体中实施有益的化学反应。井流体性质的进一步改变由流体的相邻层中进行的反应引起。
[0101]设备的地面控制单元包括用于放电控制的报警指示器/联锁装置。它允许操作者控制金属导体的移动俯仰角和放电幅度以及在等离子体发射器闲置/故障的情况下关闭等离子体源。
[0102]宽频带的、周期性的、定向的和弹性振荡的非线性等离子体源被设计成在井中使用以用于它们的脉冲等离子体激发。它包括用于能量存储的电力电容器单元；充电器、放电发起接触器、电子和继电器块、双电极等离子体发射器和用于在电极间间隙中传送校准金属导体的装置。用于传送校准金属导体的装置调节两个电极的电接触桥接需要的导体片的长度。传送装置配备有具有缠绕的校准金属导体的存储线轴和运输导体的电磁机构。电磁体芯容纳具有推进式致动器的框架和用于将金属导体精确指导到底电极中的轴向开口中的引导衬套。
[0103]使用三个螺钉安装用于传送校准金属导体的装置并且该装置由位于等离子体源前端的密封金属外壳封装。外壳具有圆锥形形状、渐缩圆锥体形状或者其它合适的形状以最小化对等离子体源的损坏以及减小沿着井移动期间等离子体源的贴附。可以容易地拆开装置和外壳两者以用于在野外条件下实施维护服务或者修复。
[0104]在操作条件下，外壳和传送装置充满电介质补偿液体。该液体充当绝缘体并且防止井流体渗入传送装置中。本发明的另一个重要不同优点在于该电介质液体使底电极冷却，其允许底电极的使用寿命显著增长。因此，除其它装置外，底电极不需要专门的冷却系统。因此，可以有利地减小等离子体源的大小。
[0105]利用电介质补偿液体，可以在任何需要的时间周期内在侵蚀性井介质中操作等离子体源。本发明的另一个重要的不同优点在于该电介质液体允许脉冲和脉冲功率的周期性调节。
[0106]地面控制单元通过需要股数的测井/电力电缆连接至设计为浸没在井流体中的等离子体源。电缆可以充当推送电缆并且可以用链进行固定。
[0107]等离子体源容纳电子和继电器块。两个块在所需时间帧内提供必要电动示意转换。
[0108]通过结合附图进行的下列复杂描述，所要求的发明的其它特性和优点将变得显而易见，该附图通过示例的方式图示了本发明的原理。
【附图说明】
[0109]附图图示了本发明。在这些附图中:
[0110]图1是具有放置在井中的弹性振荡的等离子体源的设备的图。
[0111]图2是本发明的等离子体源的图。
[0112]图3是校准金属导体传送装置的图示。
[0113]图4是具有用于传送校准金属导体的轴向开口的底电极的图示。
[0114]图5是用于传送包括补偿电介质液体的校准金属导体的装置的外壳的图。
[0115]图6是等离子体发射器和用以引导冲击波的金属支架的图示。
[0116]图7是沿着图6的线7-7得到的等离子体发射器和金属支架的横截面。
[0117]图8呈现了显示关于对各种井的生产能力的处理的效应的数据的表格。
[0118]图9呈现了显示关于对各种井的生产能力的处理的效应的数据的进一步表格。
[0119]优选实施例的详细说明
[0120]本发明涉及供石油和天然气生产工业使用的过程和装置并且旨在强化从井源中油和天然气的采收以及注水井的吸收能力，用以提高水、二氧化碳注入以及其它可混合媒介物的吸收能力。
[0121]通过使用宽频带的、周期性的、定向的和弹性的振荡的非线性源以谐振频率激发气体、液体和固体介质来实现本发明的目标，而受扰动的介质的感应响应不能影响源。由于在多点处理中创建的条件不能用其它方式复制，因此不能用其它方法实现通过本发明得到的