[发明专利]一种水力脉冲发生器及水力脉冲压裂装置

说明书

本发明公开了一种水力脉冲发生器及水力脉冲压裂装置，其中水力脉冲发生器利用弹簧的弹性势能能够把高压液体转换为低频率脉冲高压液体，以增强脉冲压力形成高的冲击力；而水力脉冲压裂装置则具体应用了水力脉冲发生器；解决现有水力脉冲压裂装置在进行水力压裂时不能使压裂液以高冲击力进入地层致使无法高效造缝的问题。

技术领域

本发明涉及一种水力脉冲发生装置及水力脉冲压裂装置。

背景技术

近十年来，低渗透储层改造问题愈演愈烈，水力压裂技术是最常见的一种解决措施，但在整个施工操作过程中存在诸多问题，在压裂液通过连续油管进入地层的过程中会产生大量的摩阻，消耗一部分能量，使压裂液不能以高冲击力进入地层致使无法高效造缝。

目前，水力脉冲压裂技术是一种新型的技术，能够有效地解决能量的流失，制造高冲击脉冲波、形成“水锤效应”，使高压液体迅速进入地层，形成复杂的裂缝网络格局，该技术具备广阔的发展空间和应用前景。

现有水力脉冲压裂装置较少，并存在缺陷，例如，中国专利CN 104847326 B公开了一种阻断式水力脉冲生成装置及方法中使用液压马达给其施加压力并带动转子转动，但考虑到进行分段压裂，而在井筒附近下入液压马达势必会损失一部分的能量，所以必须在距离目的压裂层段较近位置放置马达，但分段压裂时每个层段都设有封隔器，但下入马达必然会使层段的密封不严，最终导致不能形成高能量脉冲压力。中国专利CN 104929605 B也公开了一种井下水力脉冲分段压裂增渗装置，装置未考虑到弹簧的弹性势能和水的冲击能量会在某一时刻达到能量平衡从而停止波动，达不到脉冲的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种水力脉冲发生器，该水力脉冲发生器可以提供更高能量的脉冲冲击力。

本发明还提供一种水力脉冲压裂装置，解决现有水力脉冲压裂装置在进行水力压裂时不能使压裂液以高冲击力进入地层致使无法高效造缝的问题。

第一方面，所述的一种水力脉冲发生器，其特征在于，包括：

驱动机构、活塞及活塞腔；

所述活塞将所述活塞腔分隔为流入腔及排出腔；

所述流入腔内置弹簧；

所述驱动机构，用于驱动所述活塞在所述活塞腔内进行往复运动；

所述往复运动，用于所述活塞驱使输入的液体从所述流入腔进入所述排出腔及压缩所述液体从所述排出腔输出交替进行以产生脉冲压力；

并用于所述活塞压缩所述弹簧与释放所述弹簧交替进行以不断产生弹性蓄能并释放所述弹性蓄能；

释放的所述弹性蓄能，用于增强所述脉冲压力。

进一步地，所述活塞上设置第一单流阀；

所述第一单流阀的流向为从所述流入腔到所述排出腔；以及/或，

所述排出腔的侧壁设置第二单流阀；

所述第二单流阀的流向为从所述排出腔到所述活塞腔外部。

进一步地，所述驱动机构，包括：

叶轮；

所述叶轮与滑杆机构连接；

所述滑杆机构与所述活塞连接；

所述液体驱动所述叶轮转动以带动所述滑杆机构驱使所述活塞进行所述往复运动。

第二方面，所述的一种水力脉冲压裂装置，其特征在于，包括：

权利要求所述的水力脉冲发生器。

进一步地，所述活塞腔上方连接油管；