Федун В. І. Збудження плазмовими утвореннями гідроакустичних хвилеводів

Мета дослідження - встановлення механізмів та закономірностей формування і взаємодії потужних імпульсних потоків плазми з рідиною, збудження пружних хвиль плазмовими потоками та їх поширення в хвилеводі, а також впливу цих хвиль на процеси видобутку вуглеводнів.. Об'єкт досліджень - фізичні процеси і явища, які відбуваються при формуванні потужних плазмових потоків і генерації акустичних полів, викликаної взаємодією цих потоків з рідиною. Предмет досліджень - фізичні характеристики плазми і параметри пружних хвиль в гідроакустичному хвилевод, а також результати взаємодії пружних імпульсів з нафтоносними породами. В роботі розроблено нову конструкцію електротермічного імпульсного прискорювача, яка забезпечує максимальну ефективність передачі енергії від ємнісного накопичувача до плазмового утворення. Оптимізація конфігурації структурних елементів прискорювача дозволяє контролювати його амплітудно-часові характеристики. Розроблено спосіб комутації потужнострумових імпульсних схем за допомогою магнітного ключа. Експериментально-аналітичним шляхом встановлено, що розроблений прискорювач генерує плазму з температурою до 1,5 еВ при тиску, що сягає 100 атм. Показано, що генерація плазмоутворюючого газу в прискорювачі відбувається в основному за рахунок абляції матеріалу стінки капіляру. Показано, що існує критичне значення енергії, введеної крізь канал розряду до парогазової порожнини, вище якої у хвилеводі завжди збуджується відокремлений пружний імпульс, а розширення порожнини є поршневим. Розроблено математичну модель роботи прискорювача при генерації пружних імпульсів в середовищі з циліндричної геометрією та досліджено параметри випромінюваних імпульсів. Запропоновано і експериментально підтверджено на хвилеводах складної конфігурації (свердловинах) довжиною до 4200 м метод розрахунку затухання відокремленого пружного імпульсу. Розроблено та успішно апробовано методику і апаратуру для генерації акустичних полів за допомогою плазмового прискорювача. Їх застосування дозволило підвищити продуктивність нафтових свердловин до 50 разів. Результати дисертації можуть бути використані в дослідженнях взаємодії потоків плазми з конденсованими середовищами, розробці імпульсних потужнострумових високовольтних пристроїв, геофізичних дослідженнях, а також для поліпшення фільтраційних властивостей продуктивних пластів.