[发明专利]低渗储层可调频脉冲水力压裂改造装置

说明书

本发明公开了一种低渗储层可调频脉冲水力压裂改造装置，适用于低渗储层水力压裂改造室内物理模型试验，属于非常规天然气开采领域。本发明由脉冲控制箱、脉冲发生器总成、上滑阀密封器总成、下滑阀密封器总成、射流喷嘴总成、泵站和连接管路组成；所述脉冲发生器总成、上滑阀密封器总成、射流喷嘴总成、下滑密封器总成自上而下顺次连接组成装置井内部分；所述脉冲发生器总成上端通过管路连接泵站和脉冲控制箱，连接管路用于往井内输送高压液流和电信号。本发明脉冲水锤射流调频范围大，频率精准可控，且可实现脉冲射流与连续射流两种注液方式任意切换；并能形成密封‑压裂‑解封一体化作业。

技术领域

本发明涉及一种室内物理模型试验用储层水力压裂改造装置，尤其涉及一种低渗储层可调频脉冲水力压裂改造装置，属于非常规天然气开采领域。

背景技术

非常规天然气(煤层气、页岩气等)储层开采过程中，为了有效的提高低渗气藏的渗透率，保持稳产，通常采用压裂改造技术沟通原位孔隙，丰富天然裂隙网络，从而提高采气量。而非常规储层通常具有低压、低渗、低饱和度的特点，利用常规的连续流注水压裂技术压裂，虽然在一定程度上能够提高储层的渗透性，但易出现注液压力高，压裂效率较低，裂缝堵塞等问题。因此，针对常规连续流水力压裂技术存在的不足，急需开展相关研究进行改进。

脉冲水力技术作为一种新型技术，近年来已在能源钻采领域应用。脉冲水力发生装置从注液系统发生位置分类可分为泵源水力脉冲发生装置和管段水力脉冲发生装置。泵源水力脉冲发生装置，即利用往复式泵的往复动作等原理实现泵源水力脉冲，如申请号为200320115255.X的实用新型专利公开了一种用于煤矿的脉冲注水装置，利用单柱塞泵或双柱塞泵产生波动性水压实现煤层注水。管段水力脉冲发生装置，即在流体输送管段中利用周期性改变的水流断面、激振腔震荡或装置锤击等原理实现连续流变脉冲水流。如申请号为200610098598.8的发明专利公开了一种水力脉冲空化射流钻井装置，采用周期性的改变流体过流横截面面积的方式，将连续的流体转变为脉冲流动液体；申请号为201010556897.8的发明专利公开了一种自激吸气式脉冲射流喷嘴，将连续流体改变为脉冲流体；申请号为200610161401.0的发明专利公开了一种煤层高压脉动水锤注水方法及其装置，通过水泵供水压缩主弹簧蓄能，通过弹簧能量的瞬间释放，带动相关组件锤击装置高压端内部水体，形成具有一定脉动频率的水锤波。尽管以上两类水力脉冲装置已成功试应用于煤矿井下煤层注水、石油钻井辅助射流破岩等领域，但当尚难以适应低渗储层脉冲水力压裂改造及其室内物理模型试验。如现有泵源水力脉冲发生装置设备成本高，结构复杂，仅适用于煤矿井下脉动注水，不适用于远距离井管压裂；现有管段水力脉冲发生装置，多采用变化流量来控制频率，水力脉冲频率过高或过低，难以针对不同储层(煤岩、页岩等)特征进行最优水力脉冲频率的精准控制，且无法用于井管段密封压裂等。

为了获取不同低渗性储层井中脉冲水力压裂最优工艺参数(如脉冲参量)，改变脉冲水力压裂基础研究滞后的局面，亟待研发满足室内物理模型试验要求的可调频脉冲水力压裂改造设备。

发明内容

本发明的目的是根据已有技术存在的不足，提供一种脉冲频率范围大且精准可控、满足压裂段密封的低渗储层可调频脉冲水力压裂改造装置。

本发明的目的是通过如下措施来达到，提供一种低渗储层可调频脉冲水力压裂改造装置，包括脉冲控制箱、脉冲发生器总成、上滑阀密封器总成、射流喷嘴总成、下滑阀密封器总成、泵站和连接管路；所述脉冲发生器总成、上滑阀密封器总成、射流喷嘴总成和下滑密封器总成自上而下通过端部螺纹顺次连接组成装置井内部分；所述脉冲发生器总成上端通过连接管路连接泵站和脉冲控制箱，连接管路用于往装置井内部分输送高压液流和电信号。