本发明专利技术提供一种等离子脉冲发生装置，包括储水水箱、储能电容、对储能电容充电的充电回路，以及释放储能电容能量的放电回路，其中，所述充电回路和所述放电回路均与所述储能电容连接；所述放电回路设有触发开关和放电负载，所述放电负载浸设于所述储水水箱中；所述放电回路在所述储能电容的充电电压达到所述触发开关的触发电压时导通；所述放电负载在所述放电回路导通时气化以形成等离子通道。本发明专利技术具有可产生高幅值压力冲击波，达到油气压裂增产目等优点。目等优点。目等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种等离子脉冲发生装置
[0001]本专利技术涉及石油天然气的压裂增产领域，尤其涉及一种等离子脉冲发生装置。
技术介绍
[0002]在石油、天然气资源开发过程中，低渗储层需要进行水力压裂构造足够的裂缝才能获得有效产出；同时，随着开发时间的增加，油气井的产量逐渐下降，甚至枯竭，往往需要采用二次水力压裂、水力脉冲、超声波、电磁加热、电脉冲解堵等措施进行增产作业。其中，水力压裂的工艺复杂，水资源、化学添加剂用量大，影响生态环境；水力脉冲、超声波、电磁波等增产措施的能量密度低，作用范围仅几米左右；利用等离子体电脉冲进行水力压裂的方法，能激发高压力的冲击波，周期性作用于储层以产生微观裂缝网络，从而大幅提高储层渗流能力，增加油气井的产量。但现有的等离子脉冲发生器产生的冲击波压强幅值有限、能量转化效率低、工作电压高，限制了其实际应用。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可产生高幅值压力冲击波，达到油气压裂增产目的的一种等离子脉冲发生装置。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]一种等离子脉冲发生装置，包括储水水箱、储能电容、对储能电容充电的充电回路，以及释放储能电容能量的放电回路，其中，所述充电回路和所述放电回路均与所述储能电容连接；所述放电回路设有触发开关和放电负载，所述放电负载浸设于所述储水水箱中；所述放电回路在所述储能电容的充电电压达到所述触发开关的触发电压时导通；所述放电负载在所述放电回路导通时气化以形成等离子通道。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述放电负载包括两组放电电极和负载金属丝，所述放电电极与所述放电回路连接，且两组所述放电电极之间留有形成所述等离子通道的放电间隙；所述负载金属丝设于所述放电间隙，且两端分别与一所述放电电极连接。
[0008]所述放电电极包括电极连接杆、固定电极帽和金属丝压紧部件，所述电极连接杆的一端与所述放电回路连接，所述固定电极帽安装于所述电极连接杆的另一端；所述电极连接杆和所述固定电极帽设有供负载金属丝穿过的贯穿通道，所述金属丝压紧部件设于位于固定电极帽的所述贯穿通道的一侧。
[0009]所述金属丝压紧部件包括压紧片和紧固螺钉，所述紧固螺钉水平螺接于所述固定电极帽上，所述压紧片竖向设置并在所述紧固螺钉的作用下压紧所述负载金属丝。
[0010]还包括检测等离子脉冲大小的压电探头，以及安装压电探头的探头安装组件，其中，所述压电探头设于所述储水水箱内，并位于所述放电负载的水平侧；所述压电探头通过所述探头安装组件安装于所述储水水箱上。
[0011]两组所述放电电极上下对应设置，且两组所述放电电极分别通过一导电铜排与所
述放电回路连接，位于下侧的所述导电铜排通过固定套安装于所述储水水箱的底部；位于上侧的所述导电铜排通过一绝缘套安装于所述储水水箱的顶部，且伸出所述储水水箱与所述放电回路连接。
[0012]所述充电回路设有依次连接的调压器、变压器、整流硅堆和限流电阻，所述限流电阻的输出端与所述储能电容连接。
[0013]还包括测量储能电容能量大小的示波器，所述示波器与所述储能电容连接。
[0014]所述触发开关为自击穿空气开关，所述自击穿空气开关的击穿电压通过所述自击穿空气开关的间隙调节。
[0015]所述储水水箱包括上盖板和下盖板，所述下盖板设有方便储水水箱内部部件更换的维修孔；所述上盖板安装于所述下盖板，并盖设于所述维修孔上。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0017]本专利技术在放电回路设置触发开关和放电负载，放电回路在储能电容的充电电压达到触发开关的触发电压时导通，其无需复杂的触发电路，结构简单、操作方便。同时，放电负载浸设于储水水箱中，放电负载在放电回路导通时迅速气化，此时，将释放大量能量，储水水箱的水发生击穿形成等离子通道，使得电流瞬间释放，水产生大量气泡，气泡破裂后产生压力冲击波。可见，本专利技术采用放电负载浸设于水中的冲击波产生形式大大提高了能量的转化效率，以产生高幅值的压力冲击波，以在实际应用时实现油气排采通道的导通，提高岩石破裂能力，达到油气压裂增产的目的。
附图说明
[0018]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0019]图1是本专利技术等离子脉冲发生装置的结构原理示意图。
[0020]图2是本专利技术等离子脉冲发生装置的电路示意图。
[0021]图3是本专利技术储水水箱内部部件的位置关系示意图。
[0022]图4是本专利技术放电电极与负载金属丝的位置关系示意图。
[0023]图5是本专利技术下盖板的结构示意图。
[0024]图6是本专利技术上盖板的结构示意图。
[0025]图7是本专利技术压电探头测到的放电时间与冲击波大小的关系示意图。
[0026]图中各标号表示：
[0027]1、储水水箱；11、上盖板；111、贯穿孔；12、下盖板；121、维修孔；2、储能电容；3、充电回路；31、调压器；32、变压器；33、整流硅堆；34、限流电阻；4、放电回路；41、触发开关；42、放电负载；421、放电电极；422、负载金属丝；423、放电间隙；424、电极连接杆；425、固定电极帽；426、贯穿通道；427、压紧片；428、紧固螺钉；5、压电探头；6、探头安装组件；61、安装横杆；62、安装竖杆；7、导电铜排；71、固定套；72、绝缘套；73、引出套管；8、示波器；9、串联电阻；10、保护电阻。
具体实施方式
[0028]下面将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0029]如图1至图3所示，本实施例的等离子脉冲发生装置，包括储水水箱1、储能电容2、充电回路3和放电回路4，充电回路3和放电回路4均与储能电容2连接，充电回路3对储能电容2充电，放电回路4释放储能电容2的能量，以提供压力冲击波所需能量。本实施例中，放电回路4设有触发开关41和放电负载42，放电回路4在储能电容2的充电电压达到触发开关41的触发电压时导通，其无需复杂的触发电路，触发结构简单、操作方便。
[0030]同时，放电负载42浸设于储水水箱1中，放电负载42在放电回路4导通时迅速气化，此时，将释放大量能量，储水水箱1的水发生击穿形成等离子通道，使得电流瞬间释放，水产生大量气泡，气泡破裂后产生压力冲击波。可见，本专利技术采用放电负载42浸设于水中的冲击波产生形式大大提高了能量的转化效率，以产生高幅值的压力冲击波，以在实际应用时实现油气排采通道的导通，提高岩石破裂能力，达到油气压裂增产的目的。
[0031]如图2和图3所示，放电负载42包括两组放电电极421和负载金属丝422。其中，放电电极421与放电回路4连接，两组放电电极421之间留有放电间隙423；负载金属丝422设于放电间隙423，负载金属丝422的两端分别与一放电电极421连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种等离子脉冲发生装置，其特征在于，包括储水水箱、储能电容、对储能电容充电的充电回路，以及释放储能电容能量的放电回路，其中，所述充电回路和所述放电回路均与所述储能电容连接；所述放电回路设有触发开关和放电负载，所述放电负载浸设于所述储水水箱中；所述放电回路在所述储能电容的充电电压达到所述触发开关的触发电压时导通；所述放电负载在所述放电回路导通时气化以形成等离子通道。2.根据权利要求1所述的所述等离子脉冲发生装置，其特征在于，所述放电负载包括两组放电电极和负载金属丝，所述放电电极与所述放电回路连接，且两组所述放电电极之间留有形成所述等离子通道的放电间隙；所述负载金属丝设于所述放电间隙，且两端分别与一所述放电电极连接。3.根据权利要求2所述的所述等离子脉冲发生装置，其特征在于，所述放电电极包括电极连接杆、固定电极帽和金属丝压紧部件，所述电极连接杆的一端与所述放电回路连接，所述固定电极帽安装于所述电极连接杆的另一端；所述电极连接杆和所述固定电极帽设有供负载金属丝穿过的贯穿通道，所述金属丝压紧部件设于位于固定电极帽的所述贯穿通道的一侧。4.根据权利要求3所述的所述等离子脉冲发生装置，其特征在于，所述金属丝压紧部件包括压紧片和紧固螺钉，所述紧固螺钉水平螺接于所述固定电极帽上，所述压紧片竖向设置并在所述紧固螺钉的作用下压紧所述负载金属丝。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的所述等离子脉冲发生装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓杰，朱和明，侯乃贺，马兰荣，戴文潮，谷磊，秦金立，尹慧博，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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