电脉冲增产技术
电脉冲增产技术-高聚能电爆震
电爆震发展状况
电爆震技术是采用电脉冲产生水锤效应作用于油层的一种纯物理方法。
国际发展状况：
美国于上世纪70年代便开展了电脉冲采油技术的研究，但未见有产品报道。
前苏联于1975年开展电脉冲采油技术工作,并取得较好的应用效果,某些油田还将该技术作为修井过程的常规手段。
俄罗斯和乌克兰均有产品出售(国内也有引进),其最大储能<1.5kJ
国内发展状况：
主要有井下储能式和陆地储能式两种。
井下储能式能量和功率偏小，陆地储能式设备复杂、庞大，不方便携带。
中科院电工所从1986年开始进行电脉冲采油技术的研究工作。
地矿部物化探所,清华大学,西安交通大学、河南油田等也相继开展过类似的研究工作,并取得了较好的试验效果。
?.各单位的样机仅仅有进行过不多于20口油
井实验的报道。
?. 未见到各单位产品的中等规模作业（单台设
备150口油井以上的作业量）的报道。
?. 尚未发现设备在大量作业中的问题。
?. 产品在参数选取上尚不够先进，基本上参照
了俄、乌两国的设备参数，适用作业油井的范
围小。
?. 河南油田进行了大量的基础性研究。
◆.进口俄、乌两国的设备在使用上有不配套的
问题。
◆.进口设备的耗材供应和设备维护困难。
◆.进口设备至少在技术服务上跟不上。
◆.使用进口俄、乌两国的设备也未见大量作业
的报道。
◆.进口设备的指标和参数并不先进。
电爆震的组成和工作原理
◆地面电源控制柜
◆.高压直流电源
◆.高聚能电容器
◆.能量控制开关
◆.能量转换开关
整套设备分为地面部分和井下部分。高压直流电源、高聚能电容器、能量控制开关和能量转换开关组装成井下部分。电缆车送井下部分到油层位置并连接
地面电源控制柜
?.地面电源控制柜将井场220V工频电源经整流再逆变成
600V、1000HZ中频电源。
?.由射孔电缆车将中频电源送给井下中频升压变压器
?.高压硅堆将中频变压器的输出再整流成30kV 直流高压。
?.直流高压经厄流圈给高聚能电容器充电。
?.待高聚能电容器充电到能量控制开关的工作阈值时，能量
控制开关导通，传递电容器中的储能给能量转换开关。
?.能量转换开关将电容器中电能转换成液体中的机械能（冲
击波能量）
电爆震的技术基础
◆高聚能电爆震的技术基础是脉冲功率技术
◆.脉冲功率技术是在瞬间获得高功率的一门专
项技术
◆.脉冲功率技术是当代高新技术的基础学科之
一
◆.脉冲功率技术主要应用于国防高科技领域
◆.通过不同的物理原理可以将高功率电脉冲转
换为电子束
能、激光能量、微波能量、热能、等离子体能量
◆.电爆震将高功率电能转换为机械能作用于油
层
电爆震的技术原理－液电效应
?在高压强电场作用下，液体中的电极会发射电子，
电离电极附近的液体分子。
?.电极发射的电子和液体中被电离出的电子被电极间
强电场加速电离出更多的电子。
?.在液体分子被电离的区域形成等离子体通道。
?.随着电离区域的扩展，在电极间形成放电通道，液体被击穿。
电爆震的作用机理
脉冲放电功率可达MW量级，产生的冲击波速度达1000～4000m/s
冲击波产生的压力
冲击波是一个包含许多频率的宽带脉冲波，其能量密度很高，高频部分形成陡峭的波阵面
陡峭的波阵面与近井地带的油层相互作用后，衰减为“二次脉冲”低频声波，向介质发射新的应力波
1
冲击波在油层岩石和流体上产生的加速度高达约3000倍的重力加速度。
在放电通道周围，放电电流激起上万高斯的瞬变磁场，变化的磁场在油层导电流体中建立电场和电流，强电磁场对油层介质产生强生强烈的极化作用。
对油层岩石的的造缝作用
对于油层岩石，由于长期的地质力学作用和成井时的射孔、压裂作用，存在着断层、裂缝、层理和微裂隙，是非连续介质。
在冲击声波的作用下，岩石及液体这些非连续介质各自的质点以大于重力加速度3000多倍的加速度作激烈的振动。
在高加速冲击条件下，材料的断裂强度和疲劳强度都远小于静态，当冲击力超过岩石的疲劳强度时，就会造成新的微裂缝或宏观裂缝。
对油层岩石的的造缝作用
在岩石中产生的裂缝随冲击波的速度高速向前扩展，直到冲击力的强度与岩石的疲劳强度平衡为止。
对油层岩石的的造缝作用
在岩石中产生的裂缝随冲击波的速度高速向前扩展，直到冲击力的强度与岩石的疲劳强度平衡为止。
在此剪切力作用下会产生如下效果：
岩石颗粒表面的粘土胶结物被振动脱落。
孔喉充填桥状粘土微粒会松动或迁移，从而解除孔喉道堵塞，扩大孔喉半径和孔隙的连通性。
改变固液界面动态，克服岩层颗粒对原油的吸附亲和力，使油膜从颗粒表面脱落。
改变孔隙中油、水、气界面的动态，克服毛细管的束缚滞留效应，使油珠、油柱状分散的剩余原油重新分布、聚集和利于排出。
反复转换的压力波与应力波能够改造油层原有裂缝，可能产生新的裂缝。
冲击波在油层介质不同位置上压差的方向和大小交替变化，使液体由滞留区向排液活动区流动。
降低油水界面的张力。
提高地层渗透率作用（电磁场和声场的共同作用）
流体饱和多孔介质中液、固相分界面存在着偶电层，只有在压力超过地层表面静电场所造成的阻力时，液体的运动才能发生。外加电场或弹性波场，可以改变地层表面电场的分布,减少阻力。
多孔介质的孔隙形状和大小各异，流体流动有死区，外加弹性波常可以减小死区和附面层厚度，使渗流速度提高，渗流量增加。
电磁脉冲的控水增油作用
瞬间变化的放电电流所产生的强电磁脉冲使油、水的分子强烈极化甚至电离，使原油分子的平均动能
增加，从而达到稀释作用，有利于原油的流动。
由于水分子是极性分子，在强电磁场作用下，水分子会根据电位梯度和压力梯度所产生的电流随流体运动方向运动，从而起到控水作用。
清除地层污染作用
弹性冲击波在饱和多孔介质中传播时会使多孔介质时而被压缩，时而被扩张，造成孔道直径大小变化，引起毛管力的变化，可使固态颗粒逐步通过孔道排出。
空化作用可以破碎声场中的固态物质、多孔岩石表面的泥饼、振动松动后的堵赛物和其它固结物。
这些物质粉碎后被抽吸、推挤到井筒，达到疏通油流（水流）通道，改善油（水）层近井地带的渗透性。
电爆震的作用结果
造缝机理实验[1]
实验材料选择人造岩芯和天然岩芯：
将0.3875mm和1.1625mm的石英砂用环氧树脂和无水乙醇以及乙二胺胶结，加力200kN，60℃下烘干制成圆柱形岩心天然岩芯采用石英砂岩电容器储能169J 每分钟作用6次，共作用20次
造缝机理实验
部分岩芯在约30次的作用后产生明显裂纹或炸裂用3.0MPa压力将密度为1.25×103kg/m3的泥浆经15h压入人造岩芯后20#机油通过该岩芯是的渗透率降低了49%，再经电脉冲作用后渗透率恢复66.7%。
提高渗透率实验
常压下对两块被污染的岩石处理的结果如表
提高渗透率实验
电脉冲作用下岩心渗透率的变化情况
不同压力下对被污染岩石处理的结果如表
电爆震作业范围
适用油井
电爆震技术适用于油水井除垢、降粘、解堵、增渗、增产、增注、改善油藏开采效果、提高原油采收率。
适用油藏地质条件
在处理变形具有脆性破坏特性的致密岩石效果较好，如灰质白云岩、粉砂岩；变形具有不可逆特性的岩石——砂岩的效果稍差；
对于纵向具有非均质性质的地层，井下放电处理效果最好的是低渗透、致密性地层。因此，该技术主要适用于产量递减比较快、油藏动用程度差、油井供液能力低、裂缝连通性差、注水水窜严重、水驱油效率低及原油乳化物堵塞严重的区块。
选井原则
电爆震技术对地层的处理具有选择性，可优先改
2
造对注水效果不明显的油层部位，达到增油降水的目的。
在放电处理石灰岩或灰质白云岩时，若与酸化工艺配合进行，在酸的作用下，在岩石内形成通道，进而改善地层的渗透性。
（1）地层胶结好，油层受到污染堵塞，孔隙度小于30 %，渗透率大于0.001 μm 2 ，含油饱和度大于10 %，原油粘度小于10000mPa·s 。
（2）油井具有一定的地层能量。油井静压高于区块平均静压，静压上升而产量不增加，或者与相同条件的邻井相比产量明显偏低。（一般初期具有一定产能，但产量下降较快的地层效果较好）。
（3）试井解释表明油层有污染。如因结垢、结蜡造成堵塞，以及在钻井或其它作业中污染造成减产的
油水井。
（4）对注水井，一般选择不吸水或吸水能力下降的井。（5）对水、酸有敏感性的油气层。
（6）油层以砾岩、砂砾岩、砂岩、石灰岩为主。（7）井内液面离油层顶部高度不大于500m ，液面低于20米时应在套管内灌水补充液柱高度。（8）油层温度小于100℃。
电爆震施工工序
(1) 起出井下所有油管、油杆。
(2) 下通井规，热洗，刮蜡等，以保证下井仪器通行无阻
（如需要）。
(3) 探砂面，冲砂至人工井底(如需要)，磁定位测定射孔段。
(4) 连接电缆车与电爆震解堵仪器。
(5) 将仪器送至井下欲处理的射孔段最下端。（仪器下放速
度控制在50m／min 以下，当仪器进入目的层段时，放慢
仪器，下放速度约为10m／min 。）
(6)放电作业由最下层开始，每30～50cm 为一个处理段，自下
而上逐级处理，每段放电20 ～50 次。
(7)处理完毕起出井下仪器，上提速度控制在80m／min 以下。
(8)下洗井管柱彻底洗井，排出振松击碎的堵塞物，将井筒内
杂质清洗干净。
(9)按要求下生产管柱，完井。
对于储层胶结疏松，出砂严重，固井质量差，套管严重变形，斜井以及含油饱和度低、距油水边界近的井不宜采用该技术。
电爆震与其它采油技术的比较
◆酸化
◆.微生物
◆.各种物理方法
超声波
水力振动
人工地震
二次压裂
高能气体压裂
与化学方法的比较：
◆. 电爆震属于物理方法，与化学方法最大的区
别是不会对地层产生任何污染。
◆.电爆震产生的能量是油层中液体向远井地带
传送，不需要其它介质。
◆.酸化解堵后的堵塞物是要依靠地层能量排
除。
◆.电爆震解堵后的堵塞物依靠自己的作用就能
排出。
与微生物采油方法的比较：
◆.微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子
含量较高的油藏
条件下易于遭到破坏。
◆.微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造
成沉淀的危险。
◆.原油的某些物性对微生物有毒性
◆.理论上还有争议，试验结果还不能做出明确
的解释
◆.国内常用MEOR适用的油层条件还有:渗透率
≥30×10-3μm2;
地层水矿化度≤150000mg/L;原油黏度≤4000mPa·s。
与超声波的比较：
◆.作业工序基本相同。
◆.占用井场时间短
◆.超声波的传输距离小
吸收衰减系数
散射衰减系数
20kHz超声波向地层渗入的有效深度不超过3cm
电爆震释放能量有爆炸的特征，具有陡峭的压力脉冲前沿，能量密度最高。
与水力振荡的比较：
◆.同为声波技术，但电爆震在近井地带的强度
和能量
密度高得多。
◆.水力振荡造不了新缝。
◆.水力振荡的功率小
◆.水力振荡的频率低，传输距离远
4
2
A
f
B
f
?
=
?
α
α＝
3
模拟电路数字电路的脉冲电路信号处理
如何看懂脉冲电路 2010-06-2215:28:07作者:来源：21IC电子网 脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。 在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。电子电路中另一大类电路的数字电子电路。它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。 电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度Um、脉冲周期T或频率f、脉冲前沿t r、脉冲后沿t f和脉冲宽度t k来表示。如果一个脉冲的宽度t k=1／2T，它就是一个方波。 脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如2AK、2CK、DK、3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。 就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（图1）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射极电路很相似。在放大电路中，基极电阻R b2是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止，R b2是接到一个负电源上的，而且R b1和R b2的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容C，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。
脉冲电流波形的数字处理原理
１９２ 附录Ａ 脉冲电流波形的数字处理原理 随着现代电子技术的发展，人们能够把电缆故障点击穿产生的暂态行波信号进行超高速采集，以数字的形式记录下来。用计算机把记录下来的数字信号进行处理，可自动识别出故障点反射脉冲，进而计算出故障距离，避免了人工分析理解波形带来的困难，使结果准确可靠，这是传统电缆故障测试仪器无法比拟的。 下面简单介绍对脉冲电流信号进行自动处理的基本原理，供参考。 １． 一个基本的行波关系 在电缆故障点击穿后，故障点被电弧短路，对电压波反射系数为－１。设故障点放电脉冲运动到测量端后产生的向故障点运动的正向行波脉冲为Ｖａ（ｔ），经过时间τ后，Ｖａ（ｔ）在故障点倒相，产生相应的故障点反射脉冲Ｖｒ（ｔ），在时间２τ时又回到测量端，如图Ａ．１所示，二者之间关系为： Ｖｒ（ｔ）＝－Ｖａ（ｔ－２τ） （Ａ．１） 图Ａ．１ Ｖａ（ｔ）与Ｖｒ（ｔ）的关系 可见，向故障点运动的脉冲与故障点反射脉冲波形上反极性相似，时间相差为２τ，即脉冲在故障点与测量端往返一次的时间。 式（Ａ．１） 关系是不考虑电缆中行波传播损耗得出
的，实际上故障点反射脉冲幅值将小一些，波形有些失真，不过式（Ａ．１）是基本成立的，误差在允许范围内。 ２． 方向脉冲的形成 脉冲Ｖａ（ｔ）与Ｖｒ（ｔ）为方向脉冲，即分别为在第二章讲到的正向与反向行波，可用测量端的电压Ｖｍ、电流ｉｍ来形成，即： Ｖａ（ｔ）＝（Ｖｍ＋Ｚ０ｉｍ）／２ Ｖｒ（ｔ）＝（Ｖｍ－Ｚ０ｉｍ）／２ 实际上我们仅通过线性电流耦合器测量出电流脉冲ｉｍ，由于高压设备内部阻抗可用一等值电感ＬＳ与电容的串联来等效，见图Ａ．２，因此可间接地求出测量电压。对于高频电流行波来说，电容相当于短路，因此测量端电压就是电感上的电压，而电感上的电压与电流的导数成正比。计算中我们采用离散的采样量，电压的计算公式为：Ｖｍ（ｎ）＝Ｌｓ［ｉｍ（ｎ）－ｉｍ（ｎ－１）］／Δｔ （Ａ．２） 其中ｉｍ（ｎ）与ｉｍ（ｎ－１）分别为当前与上一个电流采样值，Ｖｍ（ｎ）为当前电压值，Δｔ为抽样时间间隔。 图Ａ．２ 高压设备内部阻抗等效电路 ３． 相关原理 信号相关技术是从输入信号中寻找已知形状的波形 信号的有力工具。 １９３
脉冲功率技术
脉冲功率技术 摘要：脉冲功率技术是以较慢的速度将能量储藏在电容器中或者电感线圈中，然后将此电场能获磁场能迅速的释放出来，产生幅值极高的，但持续时间极端的脉冲电压及脉冲电流，从而导致极高功率的脉冲。 关键词：脉冲功率，储能技术 引言：脉冲功率技术中的储能技术包括惯性储能，电容储能，电感储能 一.、脉冲功率技术的发展 脉冲功率技术正式作为一个独立的部门发展,还是近几年的事。事实上作为脉冲功率技术基础的脉冲放电, 早就存在于大自然中。而对脉冲放电的研究则开始于研究天然雷电特性, 以及它对输电线路、建筑物危害及其防护措施。当时这种放电仅限于毫秒级和微秒级。四十年代末期, 就有人开始注意到亚微秒及毫微秒级的高压强流脉冲放电形式。但是, 一方面由于当时客观要求并不迫切；另一方面, 这样快的脉冲放电, 无论在产生技术上, 或者在测量技术上都存在着一定的困难。因此, 其后十多年,这种技术发展并不迅速。六十年代初期, 由于闪光辐射照相和瞬时辐射效应研究的需要, 英国原子能武器研究中心的J.C.马丁所领导的研究小组，开拓了称之为脉冲功率加速器的研究领域, 使毫微秒级脉冲功率技术往前推进了一步。同时, 一些科学技术在发展中受到障碍, 急需找寻新的途径。以微波和激光的发展为例, 利用速调管、行波管等原理去产生大功率高效率毫米或亚毫米微波已经不可能。利用一般方法产生大功率、高效率、波长可调的激光束也不可能。正当人们探索和寻找新的解决途径的时候, 他们发现脉冲功率技术是解决这些问题的良好途径。为此, 美国许多单位, 为桑地亚实验室、物理国际公司、海军研究实验室、康乃尔大学、加利福尼亚大学和斯坦福大学等单位, 对脉冲功
电脉冲认识
电脉冲认识 一、电火花加工的起源 电火花加工中的电蚀现象早在20世纪初就被人们发现，如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是：20世纪中期前苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创和发明了电火花加工方法，并于1943年利用电蚀原理研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在20世纪50年代初期开始研究电火花设备，并于60年代初研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制出具有我国特色的高速走丝线切割机床。 仿形机床 copying machine 按照样板或靠模控制刀具或工件的运动轨迹进行切削加工的半自动机床。仿形机床可实现单机自动化或纳入自动生产线中。一些通用机床附装仿形装置后也可实现仿形加工。仿形运动可分为平面仿形和立体仿形等。仿形机床的加工精度因切削用量不同而异，一般在±0.1～±0.03毫米范围内,表面粗糙度一般为R a5～1.25微米。 二、电火花加工的概念 电火花加工是一种利用电能和热能进行加工的新工艺，俗称放电加工（Electrical Discharge Machining，EDM）。电火花加工与一般切削加工的区别在于，电火花加工时工具与工件并不接触，而是靠工具与工件间不断产生的脉冲性火花放电，利用放电时产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除下来，由于在放电过程中有可见火花产生，故称电火花加工。 三、电火花加工的原理 电火花加工(视频1)是基于在绝缘的工作液中工具和工件之间脉冲性火花放电局部、瞬时产生的高温，是工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面的原理。 电火花加工的原理图如图所示，当工件与工具两电极间电压加到直流100V左右，极间某一间隙最小处或绝缘强度最低处介质被击穿引起电离并产生火花放电，产生瞬时高温，使工具与工件表面蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。然后经过一段时间间隔，排除电蚀产物和介质恢复绝缘，再在两级间加电…，如此连续的重复放电，工具电极不断地向工件进给就可将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零件。 其加工的必备条件是：必须采用脉冲电源；工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的间隙；放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行。 四、电火花加工过程 电火花加工是一个非常复杂的过程，其微观过程 是热力、流体力、电场力、磁力、电化学等综合作用 的结果。这一过程可分为以下四个阶段： 1.极间介质的电离、击穿，形成放电通道 2.介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀
电脉冲除垢和电磁除垢的优势对比
沃肯电脉冲阻垢系统与电磁除垢的比较优势 物理除垢因其环保生态的特性，日渐成为除垢市场的新宠。而物理除垢的方式多种多样，令用户难以抉择。当物理除垢中的电磁除垢遇上新成员沃肯电脉冲除垢，二者谁将胜出。 电磁除垢沃肯电脉冲阻垢 电磁除垢存在的问题： 1.对管道材质有要求；由于磁不能很好地穿透金属，因此客户会被要求装在塑料管道上。如果安装的位置是金属管，他们会要求去掉一块金属管，换上一块塑料管。安装过程繁琐，而沃肯电脉冲阻垢系统适用于所有材质管道，无需切割，安装简便。 2.对管道造成金属污垢污染；电磁会吸附流经水中的金属离子，就会在管道内壁形成一层金属污垢粒子的膜，金属或塑料管道都会出现类似的状况，该膜将成为细菌或其他有害物质的理想滋生地，也会造成管道的腐蚀。大多用户需在其运行6个月后，就需要对管道进行充分清洗，大大增加了维护费用。而沃肯电脉冲阻垢系统运行期间，没有产生后期维护费用。 为了改善管道系统而创造一个存在潜在危险的磁性温床，并不是解决水垢问题的好方法。 3.对水流速的限制；只有当管道内的水以确切的、合适的速度流经磁性区域，磁系统才能然而，若水流速过快或过慢，就不会产生脉冲或产生较差的脉冲，即错误的脉冲。 因此，电磁系统并不是解决水垢问题的好方法，使用源源不断的电流提供完美稳定的电脉冲场是最好的方式。因此，沃肯(Vulcan)系统是单一的使用电力。而且每年的能量消耗是最小的，约5-7美元。 沃肯(Vulcan)脉冲技术建立在物理性水处理原则的基础之上，仅利用特殊电容式电脉冲改变液体钙镁的结晶过程，使水垢失去附着力，无需使用盐或其他化学药
剂；脉冲技术的效果还能生成一层金属碳酸盐层的保护膜，它能附着于所有金属的光泽表面，以保护管道免于腐蚀性物质的侵蚀。 沃肯系统相对于电磁除垢的优势： 1.德国24Volt脉冲技术（电容式）:使用电容式脉冲进行水处理来控制水垢，生态环保，是完全无磁化的电子系统。 2.因为沃肯水处理系统的无磁化，所以它的运作100%完全不受流速影响，并在任何时候都能不断提供可靠的脉冲保证正确输出。 3.沃肯(Vulcan)系统工作的频率范围在3-32kHz之间，且有不同的峰值，在其之间变动分布。物理性水处理实现高性能的秘诀在于这些脉冲的组合，CWT（德国沃肯厂家）已经研发出来并对其精密调整长达30余年。 4.适合各种管道材质-铁、铜、不锈钢、镀锌铁、塑料、PVC、PE-x、复合管道（任何混合材质）等。 通过全方位的对比，我们发现沃肯电脉冲阻垢系统在对管道材质兼容性、稳定性、经济性等都“技高一筹”，虽只是在除垢市场上暂露头角，但其优良的产品特性及生态效益，将会得到越来越多消费者的认可，成为未来绿色除垢设备的代表。
脉冲功率技术
华中科技大学研究生课程考试答题本 考生姓名李猛虎 考生学号 M201371361 系、年级高电压与绝缘技术2013级类别硕士 考试科目脉冲功率技术 考试日期 2013年12月15日
脉冲功率技术是指把较小功率的能量以较长时间慢慢输入到能储存能量的设备中，然后通过动作时间在毫微秒左右的快速开关将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上，以得到极高的功率，实质上是输出功率对输入功率的放大。脉冲功率系统中能量的储存方式有许多种，如电容储能，电感储能，脉冲电机储能以及电池储能等。脉冲功率技术研究的技术指标为：电压1kV~10MV，电子能量0.3~15MeV（电子伏），述流大小1kA~10MA，脉冲宽度0.1~100ns，束流功率0.1~100TW，总能量：1kJ~15MJ。脉冲功率技术的特征是：高脉冲功率，短脉冲持续时间，高电压，大电流。 脉冲功率技术，是以电气科学技术为基础，把电工新技术和高电压－大电流技术融为一体的新型学科。脉冲功率技术在国防科研和高新技术领域有着极为重要的应用,而且现在已经越来越多地应用于工业和民用部门,它是高新技术研究的重要技术基础之一,有着极其广泛的发展和应用前景。 脉冲功率的发展历程 脉冲放电现象存在于大自然。人们最早是在20世纪30年代开始研究脉冲功率现象。1938年，美国人Kingdon和Tanis第一次提出用高压脉冲电源放电产生微秒级脉宽的闪光X 射线；1939年，苏联人制成真空脉冲X射线管，并把闪光X 射线照相技术用于弹道学和爆轰物理学实验。采用高压脉冲电容器并联充电、串联放电方式来获得较高电压脉冲。第二次世界大战期间，企图将脉冲功率技术应用于军事的电磁炮和其他研究再度兴起，也促进了脉冲功率科学技术的形成和发展。1947年，英国人A.D.Blumlien以专利的形式，把传输线波的折反射原理用于脉冲形成线，在纳秒脉冲放电方面取得了突破。1962年，英国原子能研究中心的J.C.Martin领导的研究小组，将Marx发生器与Blumlien的专利结合起来，建造了世界上第一台强流相对论电子束加速器SOMG（3MV，50kA，30ns），脉冲功率达TW（1012W）量级，开创了高功率脉冲技术的新纪元。1986年建成PBFA-II 装置，其峰值电压为12MV、电流8.4MA、脉宽40ns，其二极管束能为4.3MJ，脉冲功率1014W，是世界上第一台功率闯过100TW 大关的脉冲功率装置。 美国和俄罗斯目前在脉冲功率技术上处于领先地位。美国从事脉冲功率技术研究的机构有Sandia国家实验室、Lawrence Livermore国家实验室、Maxwell实验室、Los Alamos科学实验室、海军武器研究中心、Texas技术大学等。1967年在Sandia 实验室建成的Hermes2I 为当时最大的脉冲功率装置；1972年美国陆军的Hary Diamond实验室建成了Aurora装置，这个设备由4台Marx发生器组成，是脉冲功率史上的一个里程碑；1986年Sandia实验室又建成了FBFA2II，是世界上第1个闯过100TW 大关的装置。俄罗斯从事脉冲功率技术研究的机构有库尔恰托夫研究所、新西伯利亚核物理所、托姆斯科大电流电子学研究所、电物理装备所、列别捷夫所等, 建造了许多大型的Marx成形线型联合装置,1985 年建成的AHrapa25就是其中之一。日本的脉冲功率技术主要应用于强流粒子束加速器，特别重视轻离子的惯性约束聚变。从事脉冲功率技术研究的机构有东京大学、熊本大学、大阪大学、长岗技术大学等, 较著名的装置有大阪大学的Raiden2IV和1986年长岗技术大学建成ETIGO 2II。
电脉冲增产技术
电脉冲增产技术-高聚能电爆震 电爆震发展状况 电爆震技术是采用电脉冲产生水锤效应作用于油层的一种纯物理方法。 国际发展状况： 美国于上世纪70年代便开展了电脉冲采油技术的研究，但未见有产品报道。 前苏联于1975年开展电脉冲采油技术工作,并取得较好的应用效果,某些油田还将该技术作为修井过程的常规手段。 俄罗斯和乌克兰均有产品出售(国内也有引进),其最大储能<1.5kJ 国内发展状况： 主要有井下储能式和陆地储能式两种。 井下储能式能量和功率偏小，陆地储能式设备复杂、庞大，不方便携带。 中科院电工所从1986年开始进行电脉冲采油技术的研究工作。 地矿部物化探所,清华大学,西安交通大学、河南油田等也相继开展过类似的研究工作,并取得了较好的试验效果。 ?.各单位的样机仅仅有进行过不多于20口油 井实验的报道。 ?. 未见到各单位产品的中等规模作业（单台设 备150口油井以上的作业量）的报道。 ?. 尚未发现设备在大量作业中的问题。 ?. 产品在参数选取上尚不够先进，基本上参照 了俄、乌两国的设备参数，适用作业油井的范 围小。 ?. 河南油田进行了大量的基础性研究。 ◆.进口俄、乌两国的设备在使用上有不配套的 问题。 ◆.进口设备的耗材供应和设备维护困难。 ◆.进口设备至少在技术服务上跟不上。 ◆.使用进口俄、乌两国的设备也未见大量作业 的报道。 ◆.进口设备的指标和参数并不先进。 电爆震的组成和工作原理 ◆地面电源控制柜 ◆.高压直流电源 ◆.高聚能电容器 ◆.能量控制开关 ◆.能量转换开关 整套设备分为地面部分和井下部分。高压直流电源、高聚能电容器、能量控制开关和能量转换开关组装成井下部分。电缆车送井下部分到油层位置并连接 地面电源控制柜 ?.地面电源控制柜将井场220V工频电源经整流再逆变成 600V、1000HZ中频电源。 ?.由射孔电缆车将中频电源送给井下中频升压变压器 ?.高压硅堆将中频变压器的输出再整流成30kV 直流高压。 ?.直流高压经厄流圈给高聚能电容器充电。 ?.待高聚能电容器充电到能量控制开关的工作阈值时，能量 控制开关导通，传递电容器中的储能给能量转换开关。 ?.能量转换开关将电容器中电能转换成液体中的机械能（冲 击波能量） 电爆震的技术基础 ◆高聚能电爆震的技术基础是脉冲功率技术 ◆.脉冲功率技术是在瞬间获得高功率的一门专 项技术 ◆.脉冲功率技术是当代高新技术的基础学科之 一 ◆.脉冲功率技术主要应用于国防高科技领域 ◆.通过不同的物理原理可以将高功率电脉冲转 换为电子束 能、激光能量、微波能量、热能、等离子体能量 ◆.电爆震将高功率电能转换为机械能作用于油 层 电爆震的技术原理－液电效应 ?在高压强电场作用下，液体中的电极会发射电子， 电离电极附近的液体分子。 ?.电极发射的电子和液体中被电离出的电子被电极间 强电场加速电离出更多的电子。 ?.在液体分子被电离的区域形成等离子体通道。 ?.随着电离区域的扩展，在电极间形成放电通道，液体被击穿。 电爆震的作用机理 脉冲放电功率可达MW量级，产生的冲击波速度达1000～4000m/s 冲击波产生的压力 冲击波是一个包含许多频率的宽带脉冲波，其能量密度很高，高频部分形成陡峭的波阵面 陡峭的波阵面与近井地带的油层相互作用后，衰减为“二次脉冲”低频声波，向介质发射新的应力波 1
电池脉冲技术
双极性过电压电池脉冲装置及方法 发明人：奥弗·T·阿嫩森达格·阿利尔德·瓦兰德 申请日：2011-05-05 下证日：2013.01.04 提供了一种双极性过电压电池脉冲装置及方法，其在电池的端子上交替地施加正脉冲电压和负脉冲电压。所述双极性过电压电池脉冲装置及方法的目的在于增加蓄电池比如铅酸蓄电池的循环寿命及容量。正脉冲前沿及负脉冲下降沿的上升时间与电化学溶液的离子弛豫时间相比要短。正脉冲与负脉冲之间交替为每个新脉冲提供了相同的起动条件，而无需实现最后施加的脉冲具有相同极性时可能产生的任何记忆效应，使可以使向所述电池施加的过电压的程度降低并使可以使得最高可用脉冲循环频率降低，而无需经历脉冲重叠。可以对脉冲的形状、类型及定时进行调整以产生持续时间长、振幅高的过电压脉冲 一种改善电池脉冲供电的方法 申请人：深圳市三奇科技有限公司发明(设计)人：陈安民朱炳权朱辉李丕林彭军杨智锋 申请日：2013-12-23 公开：2014-05-14 本发明公开了一种改善电池脉冲供电的方法，电池处于标准电流输出状态，包括以下步骤：步骤2，控制芯片收到一个改变电流输出状态的命令；步骤3，电池工作状态控制电路自动改变电池的输出状态为大电流输出状态，按照预先设定的固定时间长度计时；步骤4，控制芯片控制电芯输出大电流；步骤5，控制芯片在预先设定的一个固定时间长度后控制电芯回到原来的标准电流输出状态。本发明不仅可以满足手持设备的大电流输出，手持设备发出去的通信协议中的起始引导文件被基站完全接收的成功率大大提高，避免手持设备的丢帧现象，而且可以起到对电池和手持设备的保护功能。 铅蓄电池脉冲放电节油装置 申请人：上海爱逊电气有限公司潘明道刘忠麟发明(设计)人：潘明道 申请日：2005-10-24 下证日：2008-02-20 本实用新型揭示了一种铅蓄电池脉冲放电节油装置,包括一个外壳,内设有的脉冲发生指令单元、脉冲发生单元、脉冲传输单元、脉冲放电执行单元、脉冲放电与脉冲发生频率同步单元构成的直流电源脉冲放电电路,及由所述电路的正、负极引至所述外壳一侧的二根与直流电源,即铅蓄电池正、负极须对应连接的软导线,将铅蓄电池组/只的储能电势的电压电平传导至装置外壳内的电路的正、负极,经与电路各单元的构通配合,使直流电源,即铅蓄电池组/只进行脉冲放电。由脉冲放电产生“宽”脉冲波,既能有效杜绝阻碍铅蓄电池充、放电的铅极板“硫化物”的生成,予电池充、放电畅通而稳定;又能以产生的“宽”的脉冲波强劲、集中、稳定提供给发动机火花塞点火端,促使电喷雾化燃油颗粒更细、燃爆更充分,以减少积炭、增大扭矩、提供动力,并节省燃油。
低频电脉冲振动波技术的作用机理分析
低频电脉冲振动波技术的作用机理分析 1.对地层岩石的作用 从波动力学和岩石力学的观点来看，低频脉冲振动波在地层中衰减小，传播距离可达到远井地带200m以上，并且能保持一定的强度，从而给地层及孔隙介质内的油水以较强的冲击振动力，使波及到的地层岩石及流体以极大的加速度作激烈振动。油层岩石由于长期受到地质力的作用，存在断层、裂缝、层理等因素，这时在强大的低频脉冲波的作用下使得非均匀的岩石产生相对撕裂的剪切应力，当这种剪切应力超过岩石的抗疲劳强度时，就会出现宏观裂缝、微裂缝网及微观裂缝。这些裂缝可以从试验前后岩心的CT扫描图像对比中清晰地看到，它与压裂对地层产生的影响类似，从而起到疏导和增加地层孔隙的作用，提高了地层的渗透率，达到一系列的解堵、增渗、强化采油及增注的目的。 2.对岩石、油、气、水界面的剪切作用 低频脉冲波可改变油层孔隙介质中固一流，油－水界面状态及毛细管力的束缚作用，改善孔隙介质中油水的分布和运移，促进剩余油聚集、渗流。油层砂岩为复杂介质，由岩石颗粒、充填粘土矿物、饱和的油气水等复杂成份组成，各组份的物理特性迥然不同，低频脉冲波振动时由于其声阻抗不同，它们产生的振动速度及加速度各有差异，从而在固－固（粘土－胶结物），固－液，油－气－水的界面上产生剪切力，声阻抗差异越大，接触面上剪切应力就越大，结果就出现如下效应：（1）岩石颗粒表面粘土胶结物被振动脱落，从而解除孔道堵塞，扩大孔隙半径，改善孔隙连通性；（2）改变固－液界面状态，克服岩石颗粒表面对原油的吸附亲合力，使油膜从岩石颗粒表面脱落；（3）改善孔隙介质中油、气、水界面的状态，克服毛细管力的束缚滞流效应，降低油水界面张力，并使以油珠、油柱状分布的剩余油重新分布、聚集，便于排驱。