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专利号: 202310459478X
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种压裂设备,包括控制器、水箱、压力检测件、高压泵、水力压裂组件、引斜,其特征在于,还包括定向射孔组件和超声波激励组件;

所述定向射孔组件包括压裂管路和定向割缝器,所述超声波激励组件包括超声波驱动电源和超声波换能器;

所述水箱连接高压泵,高压泵通过高压胶管连接压裂管路,压力检测件安装于高压泵出口处;

所述压裂管路连接水力压裂组件或者定向割缝器,水力压裂组件或者定向割缝器的另一端连接引斜,当压裂管路连接定向割缝器时,所述超声波换能器安装于压裂管路与定向割缝器相连接的一侧端部;

所述超声波换能器通过传输线缆连接超声波驱动电源,超声波驱动电源、压力检测件、高压泵通过连接线连接控制器,所述控制器控制所述压裂设备的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的一种压裂设备,其特征在于,所述高压泵连接控制柜,以控制高压泵的压力。

3.根据权利要求1所述的一种压裂设备,其特征在于,所述超声波换能器的外侧包裹耐压的防护壳。

4.根据权利要求1所述的一种压裂设备,其特征在于,所述水力压裂组件包括封隔器、节流器、封隔器、单向阀,所述封隔器包括两个,所述压裂管路依次连接封隔器、节流器、封隔器、单向阀,最前端连接引斜。

5.一种“钻‑裂‑切‑激”的水力压裂方法,使用权利要求1至4中任一项所述的压裂设备,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)在所述待压裂部位向煤层钻探压裂钻孔;

(2)在压裂管路上依次安装水力压裂组件、引斜,将安装好的压裂管路、水力压裂组件、引斜伸入所述压裂钻孔内,对待压裂部位进行水力压裂;

(3)水力压裂完成后,将水利压力组件、引斜拆卸下来,再依次安装上定向割缝器、引斜,再在压裂管路安装定向割缝器的一侧端部安装超声波换能器;将安装好的压裂管路、定向割缝器、引斜伸入所述压裂钻孔内,对待压裂部位进行水力切缝;

(4)利用超声波激励组件对待压裂部位进行超声波激励增裂。

6.根据权利要求5所述的一种“钻‑裂‑切‑激”的水力压裂方法,其特征在于,所述步骤(2)中,开启高压泵,向水力压裂组件中注入高压水,以使所述水力压裂组件的节流器两侧的封隔器均膨胀,并在所述两个封隔器的膨胀作用下打开所述水力压裂组件的节流器的出水口。

7.根据权利要求6所述的一种“钻‑裂‑切‑激”的水力压裂方法,其特征在于,所述压力检测件可以检测高压泵出口处的压力,根据需要,通过调节控制柜调节高压泵出口处的压力大小。

8.根据权利要求5所述的一种“钻‑裂‑切‑激”的水力压裂方法,其特征在于,所述步骤(3)中,开启高压泵,利用所述定向割缝器射出的高压水,对待压裂部位进行高压水力切缝。

9.根据权利要求5所述的一种“钻‑裂‑切‑激”的水力压裂方法,其特征在于,所述步骤(4)中,超声波激励组件对待压裂部位进行超声波激励增裂,包括:获取所述高压泵出水口处的压力变化情况;

当所述高压泵出水口处的压力值上升至所述定向割缝器射孔压力时,启动所述超声波换能器,并通过超声波换能器向所述定向割缝器周围发射超声波信号,对待压裂部位进行激励增裂。