[发明专利]脉冲断裂设备和方法

权利要求书

1.一种用于在地质结构的至少一部分中引入断裂的方法，其包括：

在至少部分穿透到地质结构中的井孔内的流体介质中产生声波，所述声波具有足以在地质结构的该部分内、至少在流体和结构的边界处引入断裂的频率、持续时间和幅值，所述声波是普通的声波。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：在产生声波之前，将流体加热到低于流体介质沸点的温度。

3.如权利要求2所述的方法，其中低于流体介质沸点的温度是在流体介质沸点的大约10％以内。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：将加热加压的流体注入到靠近一个用于产生声波的电极的区域内，以便在具有低于流体介质沸点的峰值温度的流体介质的一部分内产生温度梯度。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述流体通过电极内的孔被注入。

6.如权利要求4所述的方法，其中低于流体介质沸点的温度是在流体介质沸点的大约10％以内。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：在产生声波之前，将井孔内的流体加压到低于一个压力阈值的压力，如果超过该压力阈值就会使地质结构断裂。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述低于压力阈值的压力是在压力阈值的大约10％以内。

9.如权利要求1所述的方法，其中产生声波包括在流体内生成火花放电，以形成膨胀的气泡，所述气泡对流体施加压力从而产生声波。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：在产生声波之前，

将流体加热到低于流体沸点的温度；以及

将井孔内的流体加压到低于一个压力阈值的压力，如果超过该压力阈值就会使地质结构断裂。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：所述温度是在流体介质沸点的大约10％以内，且所述压力是在压力阈值的大约10％以内。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：以低于大约10Hz的频率重复产生声波。

13.如权利要求1所述的方法，其中产生声波包括在流体内进行缓慢放电。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述缓慢放电包括其放电电流的平方大于超过100μs的放电电流峰值的平方的3％的放电。

15.如权利要求1所述的方法，还包括将制剂注入到流体介质中，所述制剂被选择为增加地质结构内存在的材料的流动性。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述制剂包含化学添加剂。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述化学添加剂是用于引入岩石断裂的制剂。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述化学添加剂包含蒸汽。

19.一种用于在地质结构的至少一部分中引入断裂的设备，其包括：

上封隔器和下封隔器，当被放置在井孔内时，上封隔器和下封隔器与井孔侧壁共同限定了一个确定的体积空间；

一对电极，位于上封隔器和下封隔器之间，限定了这对电极之间的火花隙；

电源，与电极电连通，被配置和设置为在火花隙内产生火花；

泵，与所述确定的体积空间连通，被配置和设置为在使用该设备时在确定的体积空间内产生压力；以及

加热器，用于在使用该设备时对确定的体积空间内的流体介质进行加热。

20.如权利要求19所述的设备，其中所述电极中的至少一个电极还包括一个致动器，被配置和设置为可控地送入电极材料，以控制火花隙的长度。

21.如权利要求20所述的设备，其中所述致动器被配置为能够响应于用于测量火花隙长度的传感器的输出而被激活。

22.如权利要求21所述的设备，其中所述电源包括一个主电气系统，该主电气系统包括：

高压直流电路；

能量存储元件，被配置和设置为存储由所述高压直流电路产生的能量；以及

高压开关，被配置和设置为使所述能量存储元件放电。

23.如权利要求22所述的设备，其中所述能量存储器件包括一个或多个电容器。