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专利号: 202110194321X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种页岩储层多级脉冲甲烷原位燃爆压裂装置的控制方法,其特征在于,所述页岩储层多级脉冲甲烷原位燃爆压裂装置包括:电爆炸单元(18),包括,

金属腔体(11),

以及设置在所述金属腔体(11)内部的送丝单元(16),包括第一送丝装置(1)和第二送丝装置(2),第一金属丝(3),与所述第一送丝装置(1)连接,第二金属丝(4),与所述第二送丝装置(2)连接,第一电极(5),与所述第一金属丝(3)接触连接,第二电极(6),与所述第二金属丝(4)接触连接,甲烷传感器(7),设置在所述第一送丝装置(1)和第二送丝装置(2)之间;

电路控制单元(17),包括,

高压脉冲电容器(10),所述高压脉冲电容器(10)包括高压脉冲电容器第一端、高压脉冲电容器第二端,所述高压脉冲电容器第二端与所述金属腔体(11)共地连接,电极开关(8),所述电极开关(8)包括电极开关第一端、电极开关第二端,所述电极开关第一端与所述高压脉冲电容器第一端电性连接,所述电极开关第二端与所述第一电极(5)电性连接,

转换开关(9),所述转换开关(9)包括转换开关第一端、转换开关第二端,所述转换开关第一端与所述第一电极(5)电性连接,所述转换开关第二端与所述第二电极(6)电性连接;

所述页岩储层多级脉冲甲烷原位燃爆压裂装置还包括地面控制仪(14)和电缆(15);

所述地面控制仪(14)通过所述电缆(15)对所述送丝单元(16)连接;

所述送丝单元(16)和甲烷传感器(7)设置在所述金属腔体(11)内,串联在同一条电路上,所述第一电极(5)和第二电极(6)设置在所述金属腔体(11)内,与所述高压脉冲电容器(10)连接;

所述第一送丝装置(1)还包括第一电机,通过所述第一电机将所述第一金属丝(3)垂直送入所述金属腔体(11)内,与所述第一电极(5)接触;

所述第二送丝装置(2)还包括第二电机,通过所述第二电机将所述第二金属丝(4)垂直送入所述金属腔体(11)内,与所述第二电极(6)接触;

所述转换开关(9)为稍不均匀场的开关;

第一电极(5)和第二电极(6)与金属腔体(11)通过绝缘子绝缘连接;

将所述页岩储层多级脉冲甲烷原位燃爆压裂装置放置在目标位置,电源模块(12)开始供电,开关(13)闭合,所述甲烷传感器(7)用于测量甲烷浓度,达到预设的甲烷浓度值,所述送丝单元(16)开始送丝,所述第一金属丝(3)触碰所述第一电极(5)后,所述电极开关(8)接收信号闭合形成回路,利用所述高压脉冲电容器(10)进行多级脉冲放电,所述第一电极(5)和第二电极(6)在所述转换开关(9)的控制下依此通电引爆金属丝,发生两次金属丝电爆炸,点燃所述金属腔体(11)内的助燃剂及甲烷,形成燃爆压裂。

2.根据权利要求1所述的页岩储层多级脉冲甲烷原位燃爆压裂装置的控制方法,其特征在于,所述金属丝电爆炸的步骤包括:所述第一送丝装置(1)将所述第一金属丝(3)送出,与所述第一电极(5)接触放电,所述第二送丝装置(2)将所述第二金属丝(4)送出,与所述第二电极(6)接触放电,所述第一金属丝(3)发生电爆炸后,所述转换开关(9)在电爆炸形成的过电压下发生击穿,将所述高压脉冲电容器(10)储存的电能传递给所述第二金属丝(4),所述第二金属丝(4)发生电爆炸。