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大水泥岩样的电脉冲压裂实验研究

付荣耀 孙鹞鸿 刘坤 高迎慧 徐旭哲 严萍

付荣耀, 孙鹞鸿, 刘坤, 等. 大水泥岩样的电脉冲压裂实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 045007. doi: 10.11884/HPLPB201830.170347
引用本文: 付荣耀, 孙鹞鸿, 刘坤, 等. 大水泥岩样的电脉冲压裂实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 045007. doi: 10.11884/HPLPB201830.170347
Fu Rongyao, Sun Yaohong, Liu Kun, et al. Experimental study of fracturing under electric pulse for large cement sample[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 045007. doi: 10.11884/HPLPB201830.170347
Citation: Fu Rongyao, Sun Yaohong, Liu Kun, et al. Experimental study of fracturing under electric pulse for large cement sample[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 045007. doi: 10.11884/HPLPB201830.170347

大水泥岩样的电脉冲压裂实验研究

doi: 10.11884/HPLPB201830.170347
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51577176

详细信息
    作者简介:

    付荣耀(1986—), 男,博士,从事脉冲功率技术及其应用研究; furongyao@mail.iee.ac.cn

    通讯作者:

    孙鹞鸿(1968—), 男,研究员,从事脉冲功率技术及其应用研究; yhsun@mail.iee.ac.cn

  • 中图分类号: TM89

Experimental study of fracturing under electric pulse for large cement sample

  • 摘要: 在20 kV/40 kJ的重复频率压裂系统实验平台上,对大水泥岩样进行了电脉冲水中放电压裂实验。为了模拟井下实际工况,实验时将放电电极装入带有射孔的绝缘套管。水中脉冲放电时岩样中产生定向冲击压力波,冲击波作用于岩层使其产生裂缝。实验结果表明,冲击波通过绝缘套管作用于岩样时有一定的能量损失,部分冲击波压力会施加于绝缘套管,绝缘套管在整个实验期间没有发生形变,电脉冲放电对套管损伤作用极小,重复压裂冲击波会通过射孔在岩样上形成一定规模的微裂缝。去掉绝缘套管后,裸电极作用于岩样造缝效果会更好,裂缝明显的呈现对称规则。
  • 图  1  脉冲源电路结构图

    Figure  1.  Schematic of the pulsed power system

    图  2  重复频率充放电系统控制界面

    Figure  2.  Control interface of repetitive frequency fracturing system

    图  3  三电极气体放电开关结构示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of three-electrode gas switch

    图  4  放电电极意图

    Figure  4.  Discharge electrode

    图  5  大水泥岩样结构示意图与实物

    Figure  5.  Structural and physical drawing

    图  6  加入绝缘套管的放电电极

    Figure  6.  Discharge electrode with insulating sleeve

    图  7  压力分布图

    Figure  7.  Pressure distribution diagram

    图  8  套管电极压裂产生的微裂缝

    Figure  8.  Micro cracks

    图  9  多次重复压裂后裂缝

    Figure  9.  Fractures after repeated fracturing

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-01
  • 修回日期:  2017-11-27
  • 刊出日期:  2018-04-15

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