[发明专利]一种基于液电脉冲激波的管道清垢与岩层压裂装置

权利要求书

1.一种基于液电脉冲激波的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，包括：地面低压控制装置(100)、置于管道或者岩层孔洞处的液电脉冲激波发射器(300)，以及用于连接所述地面低压控制装置(100)和所述液电脉冲激波发射器(300)的测井电缆(200)；

所述液电脉冲激波发射器(300)包括：沿轴线依次同轴分布的高电压转换单元(301)、高温储能单元(302)、脉冲压缩单元(303)、液电脉冲激波发射单元(304)以及保护单元(305)；

所述高电压转换单元(301)用于将测井电缆传输的低压交流电信号转换为直流高压信号；

所述高温储能单元(302)用于暂时将所述高电压转换单元(301)输出的直流电压能量在较长时间内存储为液电脉冲放电的总电能；

所述脉冲压缩单元(303)用于控制将高温储能单元(302)的能量瞬时施加到液电脉冲激波发射单元；

所述液电脉冲激波发射单元(304)用于通过液电激波放电间隙在高电压作用下击穿，通过脉冲大电流在弱压缩性的放电液体内产生强力激波，并向外传播；所述激波经过聚焦空腔的作用沿设定的聚焦方向辐射，并将激波传递到油气管道内或者岩石孔洞内，接触管道污垢或者使岩石造缝或破裂；

所述保护单元(305)用于保证在管道中运动的同轴性，避免仪器与管壁相碰撞；

所述液电脉冲激波发射单元(304)包括：放电液体(3040)、高压电极(3041)、和低压电极(3042)；

所述高压电极(3041)与所述低压电极(3042)均浸没于所述放电液体(3040)中，且所述高压电极(3041)与所述低压电极(3042)均以几何中轴线为轴心同轴分布，在所述高压电极(3041)与所述低压电极(3042)间的高场强完成间隙击穿并形成电弧(3043)，电弧及空腔(3043)快速膨胀形成脉冲激波向外传播；

所述液电脉冲激波发射单元(304)还包括：绝缘固定件(3044)，套设在所述高压电极(3041)和/或所述低压电极(3042)上，且与所述高压电极(3041)或所述低压电极(3042)同轴分布；

所述高压电极(3041)为包裹有所述绝缘固定件(3044)且露出端部的针状电极。

2.如权利要求1所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，当管道清垢与岩层压裂装置工作于水平方向的油井管道或岩层孔洞时，所述液电脉冲激波发射器(300)还包括：爬行器(306)，用于使所述液电脉冲激波发射器(300)爬入所述油井管道或岩层孔洞内待作业的目标位置。

3.如权利要求1所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，所述脉冲压缩单元(303)包括脉冲压缩开关及其控制回路；脉冲压缩开关可为气体开关、真空触发开关或其它高电压固体开关；控制回路用于输出触发信号使所述脉冲压缩开关迅速导通。

4.如权利要求1所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，所述低压电极(3042)为板状电极。

5.如权利要求1所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，所述低压电极(3042)为针状电极。

6.如权利要求1所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，所述绝缘固定件(3044)与板状低压电极分别按照相同的抛物曲线方程分别加工成为上聚焦腔和下聚焦腔。

7.如权利要求6所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，所述抛物曲线方程为y²＝a(x+b)，y为高压电极的中轴线，x为上聚焦空腔与下聚焦空强的水平对称轴线，a、b为常数。

8.如权利要求5-6任一项所述的管道清垢与岩层压裂装置，其特征在于，所述绝缘固定件(3044)的材料为耐高温、耐腐蚀的高强度绝缘材料，如热缩管、环氧、聚甲醛或聚醚酮材料。