[发明专利]裂缝的起裂方法、装置、系统及控制器

权利要求书

1.一种裂缝的起裂方法，其特征在于，所述方法包括：

预先确定目标裂缝延伸方向上待起裂的目标位置；

获取目标裂缝的缝口至缝尖内所填充的液柱的目标阶数固有频率；所述缝口为所述目标裂缝的起裂点，所述缝尖为所述目标裂缝延伸方向上远离所述缝口的位置；

当所述目标裂缝的缝尖被封堵时，控制脉冲泵在所述目标裂缝的缝口施加脉冲压力，使得所述目标裂缝延伸方向上的至少一个点起裂，其中，所述脉冲压力的频率为所述液柱的目标阶数固有频率；

所述获取目标裂缝的缝口至缝尖内所填充的液柱的目标阶数固有频率，包括：

确定向所述目标裂缝的缝口施加液柱的各阶数固有频率的脉冲压力时，在所述目标裂缝延伸方向上岩石所受到的脉冲压力幅值的变化趋势；

根据所述变化趋势，确定所述脉冲压力幅值中极大值的位置和/或极大值的个数；

根据极大值的位置和/或极大值的个数，以及所述目标位置，选取液柱的目标阶数固有频率，以使得在施加所述液柱的目标阶数固有频率的脉冲压力时，极大值点在所述目标位置处。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定向所述目标裂缝的缝口施加液柱的各阶数固有频率的脉冲压力时，在所述目标裂缝延伸方向上岩石所受到的脉冲压力幅值的变化趋势之后，还包括：

确定各极大值的取值；

当极大值中取值最大者的取值小于岩石抗拉强度的预定比例时，增大所施加的脉冲压力的幅值，以重新确定在所述目标裂缝延伸方向上岩石所受到的脉冲压力幅值的变化趋势。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取目标裂缝的缝口至缝尖内所填充的液柱的目标阶数固有频率，包括：

获取目标裂缝的缝口至缝尖内所填充的压裂液的密度和弹性模量；

获取所述目标裂缝的长度；

根据以下公式计算所述固有频率：

其中，n为自然数，f为固有频率，f的下标表示固有频率的阶数，l为裂缝的长度，a为脉冲压力波传播速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制脉冲泵在所述目标裂缝的缝口施加脉冲压力之前，还包括：

获取产生所述目标裂缝时在所述目标裂缝的缝口处监测到的破裂压力；

将所述破裂压力与预定系数的乘积作为所施加的脉冲压力的幅值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标裂缝的缝尖是通过暂堵剂封堵的，其中，所述暂堵剂能在所述目标裂缝的延伸方向上至少一个点起裂后溶解或降解。

6.一种裂缝的起裂装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于预先确定目标裂缝延伸方向上待起裂的目标位置，获取目标裂缝的缝口至缝尖内所填充的液柱的目标阶数固有频率；所述缝尖为所述目标裂缝延伸方向上远离所述缝口的位置；

控制模块，用于当所述目标裂缝的缝尖被封堵时，控制脉冲泵在所述目标裂缝的缝口施加脉冲压力，使得所述目标裂缝延伸方向上的至少一个点起裂，其中，所述脉冲压力的频率为所述液柱的目标阶数固有频率；

其中，所述获取模块包括：

第一确定子模块，用于确定向目标裂缝的缝口施加液柱的各阶数固有频率的脉冲压力时，在目标裂缝在延伸方向上岩石所受到的脉冲压力幅值的变化趋势；

第二确定子模块，用于根据变化趋势，确定脉冲压力幅值中极大值的位置和/或极大值的个数；

选取子模块，用于根据极大值的位置和/或极大值的个数，以及所述目标位置，选取液柱的目标阶数固有频率，以使得在施加所述液柱的目标阶数固有频率的脉冲压力时，极大值点在所述目标位置处。