脈沖壓裂裝置以及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種脈沖壓裂裝置,包括:充放電控制模塊,其用于產(chǎn)生并發(fā)送第一閾值直流電壓;脈沖電流調(diào)制模塊,其耦接所述充放電控制模塊,其對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制;放電電極,其耦接所述脈沖電流調(diào)制模塊,用于將調(diào)制后的脈沖放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。本發(fā)明提出一種僅消耗電能的脈沖壓裂裝置,通過(guò)對(duì)產(chǎn)生的高電壓的放電電流進(jìn)行調(diào)制,并將放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,使得該裝置能夠進(jìn)行高能電弧壓裂物理模擬試驗(yàn),評(píng)估在不同巖性的地層巖石(火山巖、砂巖、碳酸鹽巖等)中造出裂縫的能力,從而為該技術(shù)在油氣增產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中提供基礎(chǔ)參數(shù)。而且,本裝置不需消耗水和各類化學(xué)添加劑,具有低傷害、低能耗等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】脈沖壓裂裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣增產(chǎn)領(lǐng)域,尤其涉及一種脈沖壓裂裝置以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的油氣層增產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】中,水力壓裂技術(shù)作為一種重要的油氣增產(chǎn)措施目前在國(guó)內(nèi)外被廣泛的應(yīng)用。油氣層壓裂的原理是利用液體傳遞壓力作用,用壓裂車組將具有一定粘度的化學(xué)液體(壓裂液)以高大排量沿井筒注入油氣層,造成地層的巖石破裂,進(jìn)而形成一定規(guī)模的地層裂縫,從而提高油氣井的產(chǎn)量。該方法具有一定的局限性,例如需要消耗大量的水資源、注入的化學(xué)液體(壓裂液)容易造成儲(chǔ)層傷害,達(dá)不到油氣增產(chǎn)的目的、能量消耗也巨大。
[0003]上世紀(jì)60年代,美國(guó)礦務(wù)局石油研究中心和科羅拉多大學(xué)曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)一系列室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)淺井實(shí)驗(yàn)。其原理是采用直流電持續(xù)放電,在油頁(yè)巖露頭和試驗(yàn)井中進(jìn)彳丁長(zhǎng)時(shí)間放電實(shí)驗(yàn)。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)井放電實(shí)驗(yàn)中,露頭和地層巖石中都廣生了明顯的垂直裂縫,有利于提高油氣產(chǎn)量。然而,上述方法直接采用變壓器把交流電轉(zhuǎn)換為直流電進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)放電,可操作性較差。
[0004]另一方面,美國(guó)雪弗龍公司的專利申請(qǐng)文件(專利號(hào):CN102132004A)的“脈沖斷裂設(shè)備與方法”,其設(shè)備中包含在有限的空間里激發(fā)電弧的I對(duì)電極的上下封隔器、有利于加熱流體的溫度、用充電儲(chǔ)能方式進(jìn)行反復(fù)大電流脈沖放電的I個(gè)流體加熱系統(tǒng)以及壓力脈沖頻率小于10Hz、有利于在有限空間流體中產(chǎn)生高壓的I個(gè)化學(xué)添加劑注入系統(tǒng)。
[0005]國(guó)際石油工程師協(xié)會(huì)會(huì)議論文SPE153805 “Experiments on pulse powerfracturing”文中提到采用低能量的電弧脈沖進(jìn)行室內(nèi)電弧壓裂實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)中脈沖能量為幾千焦,在砂巖試樣中斷裂處多條裂縫,單條裂縫長(zhǎng)度最長(zhǎng)為71mm。國(guó)際石油工程師協(xié)會(huì)會(huì)議論文 SPE1969 “Fracturing oil shale with electricity”的文中提到進(jìn)行過(guò)一系列室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)淺井實(shí)驗(yàn)。其原理是采用直流電持續(xù)放電,在油頁(yè)巖露頭和試驗(yàn)井中進(jìn)彳丁長(zhǎng)時(shí)間放電實(shí)驗(yàn)。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)井放電實(shí)驗(yàn)中,露頭和地層巖石中都廣生了明顯的垂直裂縫,有利于提高油氣產(chǎn)量。
[0006]但是,現(xiàn)有的電弧脈沖強(qiáng)化采油技術(shù),由于能量小、電壓低等特點(diǎn),往往只能在巖石中造成微觀裂隙,產(chǎn)生不了一定規(guī)模的裂縫,因此達(dá)不到大幅提高油氣產(chǎn)量的目的。
[0007]基于上述現(xiàn)狀,本發(fā)明提出一種新型的利用高壓脈沖放電造成地層巖石破裂的脈沖壓裂裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是需要提供一種新型的利用高壓脈沖放電造成地層巖石破裂的脈沖壓裂裝置。
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種脈沖壓裂裝置,包括:充放電控制模塊,其用于產(chǎn)生并發(fā)送第一閾值直流電壓;脈沖電流調(diào)制模塊,其耦接所述充放電控制模塊,其對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制;放電電極,其耦接所述脈沖電流調(diào)制模塊,其用于將調(diào)制后的脈沖放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中,所述充放電控制模塊進(jìn)一步用于產(chǎn)生并發(fā)送脈沖觸發(fā)信號(hào),所述脈沖電流調(diào)制模塊進(jìn)一步基于所述脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中,所述充放電控制模塊包括,第一整流器,其用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成設(shè)定電壓范圍的直流電;高頻逆變器,其耦接所述第一整流器,用于將所述設(shè)定電壓范圍的直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電;第二整流器,其耦接所述高頻逆變器,用于將所述高頻交流經(jīng)過(guò)升壓整流后轉(zhuǎn)換成所述第一閾值直流電壓;脈沖發(fā)生器,其用于產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號(hào)。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中,所述脈沖電流調(diào)制模塊包括,脈沖電容器,其耦接所述第二整流器,其通過(guò)所述第二整流器轉(zhuǎn)換得到的第一閾值直流電壓被充電得到脈沖放電電流;放電開(kāi)關(guān),其耦接所述脈沖發(fā)生器,其由所述脈沖發(fā)生器的脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)閉;電感,其與所述放電開(kāi)關(guān)串聯(lián),其中,通過(guò)調(diào)節(jié)所述脈沖電容器和電感的大小以及由所述脈沖發(fā)生器的脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制所述放電開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)信息,來(lái)對(duì)所述脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中,所述脈沖電流調(diào)制模塊對(duì)脈沖放電電流的波形、放電時(shí)間和/或電流幅值進(jìn)行調(diào)制,其中,波形調(diào)制為振蕩波形或非振蕩波形,放電時(shí)間從微秒級(jí)調(diào)制至毫秒級(jí),電流幅值調(diào)制為數(shù)十至數(shù)百千安級(jí)。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中,所述脈沖電流調(diào)制模塊還包括續(xù)流二極管。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中,所述放電電極為對(duì)極式電極。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中,所述放電電極進(jìn)一步包括第一電極、比所述第一電極的電壓低的第二電極、絕緣體和外筒,其中,所述第一電極設(shè)置在所述絕緣體中;所述絕緣體設(shè)置在所述外筒內(nèi)部的一端;所述第二電極與所述外筒內(nèi)部的另一端可移動(dòng)的連接,且其端面與所述第一電極端面相對(duì),二者之間具有可調(diào)節(jié)的間隙。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中,所述第一電極與所述電感的輸出端電連接,所述第二電極與所述脈沖電容器的兩端中電壓較低的一端電連接。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中,所述充放電控制模塊,產(chǎn)生的第一閾值直流電壓的范圍在O至30kV。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還提供了一種脈沖壓裂方法,包括:產(chǎn)生并發(fā)送第一閾值直流電壓;對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制;將調(diào)制后的脈沖放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明提出一種僅消耗電能的脈沖壓裂裝置,通過(guò)對(duì)產(chǎn)生的高電壓的放電電流進(jìn)行調(diào)制,并將放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,使得該裝置能夠進(jìn)行高能電弧壓裂物理模擬試驗(yàn),評(píng)估在不同巖性的地層巖石(火山巖、砂巖、碳酸鹽巖等)中造出裂縫的能力,從而為該技術(shù)在油氣增產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中提供基礎(chǔ)參數(shù)。而且,本裝置不需消耗水,具有低傷害、低能耗等特點(diǎn)。
[0022]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述,并且,部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見(jiàn),或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分,與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的脈沖壓裂裝置I的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025]圖2是圖1所示脈沖壓裂裝置I中的高壓充放電控制模塊10的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖3是圖1所示脈沖壓裂裝置I中的脈沖電流調(diào)制模塊20的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027]圖4是圖1所述脈沖壓裂裝置I中的放電電極30的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖5 Ca)和(b)是利用脈沖電流調(diào)制模塊20對(duì)放電電流進(jìn)行調(diào)制的示例圖;
[0029]圖6 (a)、(b)、(c)和(d)分別是示例1、2、3和4的結(jié)果示意圖;
[0030]圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的脈沖壓裂方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的脈沖壓裂裝置I的結(jié)構(gòu)示意圖,參考圖1,該裝置I包括高壓充放電控制模塊(簡(jiǎn)稱充放電控制模塊)10、脈沖電流調(diào)制模塊(簡(jiǎn)稱調(diào)制模塊)20和放電電極30。
[0033]充放電控制模塊10,其與調(diào)制模塊20電連接,其用于產(chǎn)生并發(fā)送第一閾值直流電壓和脈沖觸發(fā)信號(hào),其中,該第一閾值直流電壓的范圍優(yōu)選在0-30kV。脈沖電流調(diào)制模塊20,其耦接充放電控制模塊10,基于脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)由第一閾值直流電壓生成的脈沖放電電流。放電電極30,其耦接脈沖電流調(diào)制模塊20,用于將脈沖放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
[0034]圖2是圖1所示脈沖壓裂裝置I中的高壓充放電控制模塊10的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖2所示,充放電控制模塊10包括低壓整流器(也可稱為“第一整流器”)11、高頻逆變器12、高頻高壓整流器(也可稱為“第二整流器”)13和脈沖高壓發(fā)生器(可稱為“脈沖發(fā)生器”)14。其中,低壓整流器11用來(lái)將輸入的交流電(一般為220伏)轉(zhuǎn)換成設(shè)定電壓范圍(例如300伏左右)的直流電。高頻逆變器12,其耦接低壓整流器11,其用于將低壓整流器11輸出的直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電。高頻高壓整流器13,其耦接高頻逆變器12,用于將高頻逆變器12輸出的高頻交流電經(jīng)過(guò)升壓整流后轉(zhuǎn)換成第一閾值直流電壓。脈沖高壓發(fā)生器14產(chǎn)生優(yōu)選為35kV的脈沖觸發(fā)信號(hào)用來(lái)觸發(fā)調(diào)制模塊20中放電開(kāi)關(guān)SI閉合導(dǎo)通。
[0035]需要說(shuō)明的是,由于該脈沖高壓發(fā)生器14主要是用來(lái)觸發(fā)放電開(kāi)關(guān)SI的開(kāi)關(guān)信息以協(xié)助調(diào)制放電電流,因此其也可以設(shè)置在脈沖電流調(diào)制系統(tǒng)20中,在本實(shí)施例中優(yōu)選設(shè)置在充放電控制模塊10中。
[0036]通過(guò)高壓充放電控制模塊10產(chǎn)生了具有較高能量的電壓,可以使放電后產(chǎn)生較高的脈沖壓力,具有更好的壓裂效果。
[0037]圖3是圖1所示脈沖壓裂裝置I中的脈沖電流調(diào)制模塊20的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖3所示,調(diào)制模塊20,其包括脈沖電容器C、放電開(kāi)關(guān)S1、續(xù)流二極管Dl和調(diào)波電感L。脈沖電容器C通過(guò)控制模塊10中的高頻高壓整流器13轉(zhuǎn)換得到的高壓直流被充電得到設(shè)定電壓值的脈沖放電電流(可稱為放電電流)。通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖電容器C的大小和調(diào)波電感L的大小以及放電開(kāi)關(guān)SI的開(kāi)關(guān)信息來(lái)調(diào)節(jié)放電電流的波形和脈沖寬度。續(xù)流二極管Dl決定放電電流是振蕩波形還是非振蕩波形。
[0038]具體地,放電電流的電流波形可被調(diào)節(jié)為振蕩波形和非振蕩波形,放電時(shí)間可被調(diào)節(jié)為幾十微秒至數(shù)毫秒,電流幅值可被調(diào)節(jié)為數(shù)十至數(shù)百千安。本實(shí)施例中脈沖電容器C儲(chǔ)能40kJ,工作電壓20kV,放電電流的波形和脈沖寬度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié),電流幅值最聞可達(dá)70kA。
[0039]例如,當(dāng)調(diào)節(jié)脈沖電容器C的電容量為200微法,脈沖電容器C的電壓被充電至18kV時(shí),調(diào)波電感L為10微亨時(shí),脈沖電容器C的放電電流的波形是振蕩波形,電流半波脈沖寬度在140微秒(見(jiàn)圖5a)。當(dāng)調(diào)節(jié)脈沖電容器C的電容量為4000微法,脈沖電容器C的電壓被充電至電壓4kV時(shí),調(diào)波電感L的大小不變,則脈沖電容器C放電電流的波形接近非振蕩波形,電流脈沖寬度在I毫秒左右(見(jiàn)圖5b)。
[0040]優(yōu)選地,放電電極30其結(jié)構(gòu)如圖4所示,包括高壓電極(也稱“第一電極”)301、絕緣體302、外筒303和低壓電極(也稱“第二電極”,其比第一電極的電壓低)304。其中,第一電極301設(shè)置在絕緣體302中,絕緣體302設(shè)置在外筒303內(nèi)的一端,第二電極304與外筒303內(nèi)的另一端可移動(dòng)的連接,且其端面與第一電極301端面相對(duì),二者之間具有可調(diào)節(jié)的間隙。優(yōu)選地,放電電極30的第二電極304采用螺紋結(jié)構(gòu),與外筒303螺紋連接。放電電極30的低壓電極301與脈沖電容器C的低壓端相連,高壓電極304與調(diào)波電感L的輸出端相連。
[0041]需要說(shuō)明的是,對(duì)于不同等級(jí)的放電能量及電壓,存在一個(gè)最佳放電間隙,即在該最佳放電間隙的情況下,放電電極獲得的能量最大。
[0042]圖4所示的放電電極30為對(duì)極式的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的壓力波沿水平方向傳播。這是因?yàn)?,?dāng)脈沖電容器C儲(chǔ)存的電能經(jīng)放電開(kāi)關(guān)SI通過(guò)水中放電電極30放電時(shí),在液體介質(zhì)中產(chǎn)生巨大的沖擊波并伴隨強(qiáng)烈的輻射,這種現(xiàn)象稱為“液電效應(yīng)”。液電效應(yīng)的本質(zhì)是能量的高速轉(zhuǎn)換,即電能通過(guò)放電方式直接轉(zhuǎn)化為熱、光、力和聲等其他形式的能量。
[0043]在放電電極30擊穿后,脈沖電容器C儲(chǔ)存的能量迅速向液中由高壓電極301和低壓電極304產(chǎn)生的放電通道釋放,在電極間隙中形成電弧放電。電弧高溫引起通道內(nèi)壓力升高,形成脈沖壓力波,產(chǎn)生的壓力幅值可達(dá)幾十至數(shù)百兆帕。放電電流可達(dá)幾十千安,放電時(shí)間在幾十微秒至數(shù)百微秒,瞬時(shí)溫度可達(dá)數(shù)千K,瞬時(shí)功率可達(dá)數(shù)百兆瓦。
[0044]因此,通過(guò)該放電電極30,高壓的放電電流能夠穿透到的地層巖石孔隙流體介質(zhì)中產(chǎn)生沖擊聲波(非普通聲波),該沖擊波能夠造成巖石發(fā)生不同程度的破裂,形成一定規(guī)模的裂縫。
[0045]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn),下面說(shuō)明利用本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓裂裝置I進(jìn)行壓裂實(shí)驗(yàn)得到的效果。
[0046]示例1:采用混凝土試樣,水泥與砂配比為1: 1,試樣尺寸:直徑48cm,高50cm,中心鉆孔直徑6cm,深25cm。充電電壓5kV,放電一次,巖樣在不同方向上產(chǎn)生多條電弧壓裂裂縫,具體效果如圖6 (a)所示。
[0047]示例2:采用混凝土試樣,水泥與砂配比為2:1,試樣尺寸同上。充電電壓5kV,放電5次,巖樣在不同方向上產(chǎn)生多條電弧壓裂裂縫,具體效果如圖6 (b)所示。示例I和示例2為對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[0048]示例3:采用混凝土試樣,水泥與砂配比為1:1,試樣尺寸同上。充電電壓9kV,放電一次,巖樣在不同方向上產(chǎn)生多條電弧壓裂裂縫,具體效果如圖6 (c)所示。
[0049]示例4:采用混凝土試樣,水泥與砂配比為2:1,試樣尺寸同上。充電電壓9kV,放電一次,巖樣在不同方向上產(chǎn)生多條電弧壓裂裂縫,具體效果如圖6 (d)所示。
[0050]四個(gè)示例的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。
[0051]表1
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖壓裂裝置,包括: 充放電控制模塊,其用于產(chǎn)生并發(fā)送第一閾值直流電壓; 脈沖電流調(diào)制模塊,其耦接所述充放電控制模塊,其對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制; 放電電極,其耦接所述脈沖電流調(diào)制模塊,其用于將調(diào)制后的脈沖放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述充放電控制模塊進(jìn)一步用于產(chǎn)生并發(fā)送脈沖觸發(fā)信號(hào), 所述脈沖電流調(diào)制模塊進(jìn)一步基于所述脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于,所述充放電控制模塊包括, 第一整流器,其用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成設(shè)定電壓范圍的直流電; 高頻逆變器,其耦接所述第一整流器,用于將所述設(shè)定電壓范圍的直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電; 第二整流器,其耦接所述高頻逆變器,用于將所述高頻交流電經(jīng)過(guò)升壓整流后轉(zhuǎn)換成所述第一閾值直流電壓; 脈沖發(fā)生器,其用于產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置,其特征在于,所述脈沖電流調(diào)制模塊包括, 脈沖電容器,其耦接所述第二整流器,其通過(guò)所述第二整流器轉(zhuǎn)換得到的第一閾值直流電壓被充電得到脈沖放電電流; 放電開(kāi)關(guān),其耦接所述脈沖發(fā)生器,其由所述脈沖發(fā)生器的脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)閉; 電感,其與所述放電開(kāi)關(guān)串聯(lián),其中, 通過(guò)調(diào)節(jié)所述脈沖電容器和電感的大小以及由所述脈沖發(fā)生器的脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制所述放電開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)信息,來(lái)對(duì)所述脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于,所述脈沖電流調(diào)制模塊還包括續(xù)流二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于, 所述脈沖電流調(diào)制模塊對(duì)脈沖放電電流的波形、放電時(shí)間和/或電流幅值進(jìn)行調(diào)制,其中, 波形調(diào)制為振蕩波形或非振蕩波形,放電時(shí)間調(diào)制為微秒級(jí)至毫秒級(jí),電流幅值調(diào)制為數(shù)十至數(shù)百千安級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的裝置,其特征在于,所述放電電極為對(duì)極式電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置,其特征在于,所述放電電極進(jìn)一步包括第一電極、比所述第一電極的電壓低的第二電極、絕緣體和外筒,其中, 所述第一電極設(shè)置在所述絕緣體中; 所述絕緣體設(shè)置在所述外筒內(nèi)部的一端; 所述第二電極與所述外筒內(nèi)部的另一端可移動(dòng)的連接,且其端面與所述第一電極端面相對(duì),二者之間具有可調(diào)節(jié)的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置,其特征在于, 所述第一電極與所述電感的輸出端電連接,所述第二電極與所述脈沖電容器的兩端中電壓較低的一端電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述充放電控制模塊產(chǎn)生的第一閾值直流電壓的范圍在O至30kV。
11.一種脈沖壓裂方法,包括: 產(chǎn)生并發(fā)送第一閾值直流電壓; 對(duì)所述第一閾值直流電壓產(chǎn)生的脈沖放電電流進(jìn)行調(diào)制; 將調(diào)制后的脈沖 放電電流的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK104047585SQ201310080151
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】周健, 孫鷂鴻, 李光泉, 蔣廷學(xué), 趙曉, 嚴(yán)萍, 張保平, 李洪春, 張東東, 張旭 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院, 中國(guó)科學(xué)院電工研究所