大功率光纤激光器应用于石油矿产领域

2005/8/16/10:12来源:光纤新闻网
    最近大功率工业激光器开发的进展,使光纤激光器能够在商业应用上替代固态和二氧化碳激光器。近两年来,商业光纤激光器的功率从几瓦提高到几千瓦。现在已能够通过光纤向井下提供所需要的功率,并且迅速成为在建井和完井作业中首选的技术设备。与常规工业上应用的激光器相比,效率高出一个数量级,光束质量更高,机动性更强,在使用寿命期间基本上不用维修。将其替代常规的射孔弹,能够降低或消除射孔损害并显著提高产量和总体经济回报。
  
  从1997年起,美国天然气技术研究所(GTI)及其合作者探索高功率激光能量用于建井和完井。2003年开始,GTI应用5.34kW的高功率激光器进行井下射孔应用研究,对1立方英尺的贝雷砂岩进行改善岩石特性和岩石切除效率的研究。试验表明,对于提高射孔孔道附近的渗透率,不需要采用兆瓦级别的军用激光器。高功率光纤激光器代表了近来技术上的突破,据此可建立耐用的非炸药的井下射孔系统。5.34 kW Ytterbium高功率激光器最主要的特点是能量转换率达到20%左右,连续运转无故障时间超过50000hr。与其它高功率工业激光器相比,在相同输出功率的条件下,输入功率减少87.5%。
  
  随着技术先进的激光系统的出现以及能够对光束进行更好的控制,表明激光器能够破碎任何岩石。与破碎岩石的机械方法相比,按照必需的能量来衡量,这是破碎岩石最有效的方法。研究发现,传递到岩石的热量能够产生增产效应,增强流体流动特性。在贝雷砂岩的应用中,在岩石的射孔孔眼及邻近地带,孔隙度增加50%~150%,渗透率提高22%,并减弱岩石的强度
  
  GTI 5.34 kW高功率光纤激光器在1立方英尺贝雷砂岩的应用情况,成功地证明了工业激光器技术的新突破。高功率光纤激光器能满足工业上关于在现场部署任何类型系统的多种要求,包括:总体尺寸,现场应用的坚固性和可移动性,提供给岩石必需的能量,实时可控性和穿透各种物质的能力。实例证明,与以前的试验相比,所需单位能量最小,穿透的孔眼最深。通过有效切除岩屑避免能量损失。
















 

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