2) زمينه فني اختراع: اين اختراع به زمينه‌هاي فني، علمي زير متعلق است: 2-1: مهندسي نفت، گرايش بهره‌برداري 2-2: فيزيك، گسرايش پلاسما 2-3 :مهندسي برق، گرايش پالس پاور 3) مشكل فني، بيان اهداف اختراع و كاربردهاي آن: امروزه اكثر چاه‌هاي نفتي دنيا نياز به عمليات شكست هيدروليكي (Hydraulic Fracture) پس از مشبك‌كاري دارند. در كشور ايران نيز به عنوان يكي از بزرگترين توليدكنندگان نفت جهان و دارنده‌ي بيشترين تعداد مخازن نفتي كربناته در دنيا با فشار و دماي بالا، نياز به استخراج نفت به وسيله روش شكست هيدروليكي و بومي‌سازي اين تكنولوژي با توجه به مشكلات زيست محيطي ايجاد شده توسط عمليات اسيد‌كاري كه در حال حاضر اجرا مي‌شود بيش از پيش احساس مي‌شود. دو عامل باعث بهبود عمليات شكست هيدروليكي در مخازن نفتي كربناته خواهند شد: 1) وجود آب گرم و منابع حرارتي در طي انجام عمليات شكست هيدروليكي 2) استفاده از سيستم‌هاي تزريق سيالِ شكست هيدروليكي به صورت دبي و فشار متغير. دستگاه معرفي شده، قابليت تزريق سيال با دما بالا و دبي متغير به درون شكاف‌هاي مشبك‌كاري در آخرين لوله‌ي جداري را دارد. اساس كار اين دستگاه پالس‌پاور تخليه انرژي الكتريكي در سيال مي‌باشد. اين انتقال انرژي بين الكترود‌ها و سيال به دو صورت فشاري و دمايي بر روي سيال خروجي نمود خواهد داشت. كاهش و افزايش تعدا د تعداد تخليه انرژي الكتريكي در واحد زمان در سيال مي‌تواند به ترتيب بر دماي سيال خروجي و دبي آن اثرگذار باشد.

زمينه فني اين دستگاه، مكانيك، مواد، شيمي و پلاسما مي باشد. استفاده از انرژي گداخت هسته اي به عنوان منبع انرژي به دليل كمبود ديگر منابع انرژي در چند دهه اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته و طرح هاي مختلفي در اين زمينه ارائه شده اند. قدرت گداخت از فرآيند گداخت هسته اي ناشي مي شود. به منظور دستيابي به انرژي گداخت، بايد پلاسما را در مدت زمان مناسب در محفظهاي محصور كرد و آن را تا دماي مورد نياز بالا برد. اين پلاسما نبايد قبل از اينكه به دماي مناسب برسد با ديواره ظرف برخورد كرده و در نتيجه نابود شود. براي اين منظور ميتوان از روشي مرسوم به روش محصورسازي مغناطيسي پلاسما استفاده كرد. توكامك وسيله اي است كه پلاسما را بر اساس محصورسازي مغناطيسي محبوس ميكند.

مانده يابي عملياتي است كه شامل گرفتن، بدست آوردن و يا از بين بردن وسايلي كه درچاه مانده و يا گير كرده و باعث توقف عمليات حفاري ، راندن جداري يا تكميلي مي شود. معمولا ۲۰% تا ۳۰% از عمليات حفاري و ۷۰% تا ۸۰% از كارهاي چاههاي تعميراتي را مانده يابي تشكيل مي دهد و هزينه اين عمليات اضافي در واقع بارسنگيني است كه روي بودجه حفاري يك چاه سنگيني مي كند. در اين اختراع دستگاهي طراحي و ساخته شده است كه با تزريق سايل سرد كننده و پاشش آن به ديواره لوله هاي درون چاه هاي نفت و گاز در نقطه ي گير، و رسيدن دماي جداره ي لوله به دماي ترد شدگي، و همچنين با ايجاد جرقه ي الكتريكي و موج صوتي ايجاد شده، ضربه اي با انرژي لازم به جداره ي لوله وارد خواهد شد كه منجر به تكه تكه شدن لوله و آزاد شدن از نقطه ي گير مي گردد.

ته نشست رسوبات آلي و معدني در جريان توليد از چاه ها و خطوط لوله جرياني نفت، گاز و آب همواره يكي از مهمترين مشكلات بوده است. روشهاي شيميايي و مكانيكي متداول جهت مقابله با اين مشكل هزينه بالا و مشكلات زيست محيطي را به همراه دارد. در اين اختراع با استفاده از انتشار امواج راديويي و آلتراسونيك در سيال مورد نظر، انرژي لازم جهت رسوب ذرات در حجم سيال تامين مي گردد و درنتيجه از رسوب و ته نشست ذرات در كنار جداره لوله پيشگيري خواهد شد. پس از نمونه گيري از هر نوع سيال، آزمايشات مخصوصي انجام مي پذيرد تا فركانس و شدت بهينه امواج براي ذرات سيال بدست آيد. همچنين با توجه به مشخصات فيزيكي چاه و لوله، فركانس و شدت امواج جهت افزايش برد موثر انتشار محاسبه مي گردد. دستگاه مذكور پس از نصب به صورت فعال با دريافت بازخورد سيگنال هاي ارسالي، شدت و فركانس امواج را بهينه خواهد كرد. دستگاه مذكور در بالاي چاه و در سطح زمين نصب خواهد شد و نياز نيست قبل از عمليات بهره برداري و در اعماق چاه نصب گردد.

چاه هاي نفتي بعد از عمليات حفاري چاه و اصتحكام سازي، جهت برداشت سيالات هيدروكربني از مخزن نفت و گاز نياز به عمليات مشبك كاري خواهند داشت. امروزه اين عمليات شامل روش هايي مانند گلوله، شهاب، انفجاري و ليزري مي باشند كه داراي معايب بسيار زيادي هستند، براي مثال باعث افزايش اثر پوسته اي و كاهش تراوايي مي شوند. اينگونه عمليات به علت آسيب هاي وارده به سازند در دنيا به عنوان روشهاي ناكارامد شناخته مي شوند. اخيرا تلاش هايي جهت استفاده از تكنولوژي ليزر براي رفع اين مشكلات صورت گرفته ليكن به دليل عدم امكان انتقال باريكه ليزر به فواصل بيشتر از پانصدمتر و افت شديد انرژي انتقالي تاكنون اين روش قابليت استفاده در صنعت را پيدا نكرده است. در اين اختراع براي اولين بار باريكه خروجي ليزر فيبري را بدون افت شديد انرژي با استفاده از فيبر هاي مادون قرمز تا فواصل دورتر از پنج كيلومتر انتقال داده ايم تا براي اولين بار جهت انجام عمليات مشبك كاري با دقت ميليمتر در مخازن نفت ايران از تكنولوژي ليزري استفاده نماييم.

روش هاي كنوني متعارف حفاري عبارتند از روش حفاري دوراني با حفاري كابلي و استفاده از نسل جديد مته ها نظير مدل هاي سر مته سنگي و سپس دندانه دوار و بعد از آن ها نيز دندانه ثابت هاي الماسي.در حفاري با استفاده از اين روش هابا مشكلاتي نظير سرعت پايين عمليات حفاري و استهلاك بالاي مته ها مواجه هستيم. در سال هاي اخير روش هاي متعددي در زمينه حفاري نوين پيشنهاد شده است. . اخيرا تلاش هايي جهت استفاده از تكنولوژي ليزر براي رفع اين مشكلات صورت گرفته ليكن به دليل عدم امكان انتقال باريكه ليزر به فواصل بيشتر از پانصدمتر و افت شديد انرژي انتقالي تاكنون اين روش قابليت استفاده در صنعت را پيدا نكرده است. در اين اختراع براي اولين بار باريكه خروجي ليزر فيبري را بدون افت شديد انرژي با استفاده از فيبر هاي مادون قرمز تا فواصل دورتر از پنج كيلومتر انتقال داده ايم تا براي اولين بار جهت انجام عمليات حفاري در مخازن نفت ايران از تكنولوژي ليزري استفاده نماييم.دراين روش قطر باريكه و توان خروجي به صورتي محاسبه ميشود كه تنش حرارتي بيشينه را در انواع سنگ ايجاد كند تا مقاومت سنگ به شدت كاهش يابد.