[發明專利]一種旋轉式壓力脈沖轉換器以及水力壓裂注液裝置

有效

• 申請號: 202011248201.5
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112360415B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 周再樂;楊典森;陳衛忠;周云;田洪銘
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉天虹

1.一種旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：所述旋轉式壓力脈沖轉換器用于水力壓裂；所述旋轉式壓力脈沖轉換器包括內螺旋轉子和外環套，所述內螺旋轉子可轉動地安裝于所述外環套內部；所述內螺旋轉子上沿周向對稱設置有兩個螺旋扇面體，兩個所述螺旋扇面體之間的間隙構成螺旋流道，螺旋流道的螺旋形狀使得注入液體沖刷內螺旋轉子時，向內螺旋轉子施加旋轉力矩，從而驅動內螺旋轉子轉動；所述外環套的其中一端為進液開口、另一端設置有節流擋板，所述節流擋板上沿周向對稱開設有導流孔系，所述導流孔系的總開孔面積大于兩個所述螺旋扇面體的扇形總面積；

所述導流孔系包括沿周向對稱設置的兩個扇形的主導流孔和沿周向對稱設置的兩組輔助導流孔，所述主導流孔的扇形角度為α1不大于所述螺旋扇面體的扇形角度α2，以使所述內螺旋轉子能夠旋轉至所述螺旋扇面體完全封住所述主導流孔、且所述輔助導流孔導通的狀態，進入節流憋壓沖程。

2.如權利要求1所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：所述輔助導流孔與所述主導流孔合并為一個合并孔，所述合并孔的孔面積大于所述螺旋扇面體的扇形角度α2。

3.如權利要求2所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：所述輔助導流孔為扇形孔，所述輔助導流孔的扇形角度α3為4°～20°；所述合并孔的扇形角度α4大于所述螺旋扇面體的扇形角度α2。

4.如權利要求1所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：所述主導流孔與所述輔助導流孔在圓周方向上間隔設置；當所述輔助導流孔為扇形孔時，所述輔助導流孔的扇形角度α3為4°～20°；當所述輔助導流孔為非扇形孔時，所述輔助導流孔的總面積等于4°～20°扇形角度的扇形孔面積。

5.如權利要求1所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：所述主導流孔的扇形角度為α1為85°～95°；所述螺旋扇面體的扇形角度α2為85°～95°。

6.如權利要求1-5中任一項所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：所述內螺旋轉子上沿周向對稱設置有兩組螺旋葉片陣列，兩組所述螺旋葉片陣列分別位于兩條所述螺旋流道中。

7.如權利要求6所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：兩組所述螺旋葉片陣列相同，均包含1片以上螺旋葉片，且當所述螺旋葉片的數量在2片以上時，2片以上螺旋葉片間隔分布。

8.如權利要求7所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，其特征在于：兩組所述螺旋葉片陣列均包含3～10片所述螺旋葉片，3～10片所述螺旋葉片在所述螺旋流道中呈等角度均勻分布。

9.一種水力壓裂注液裝置，其特征在于：包含權利要求1-8中任一項所述的旋轉式壓力脈沖轉換器，所述旋轉式壓力脈沖轉換器安裝于所述水力壓裂注液裝置的注液管線內部，且所述外環套的進液開口朝向所述注液管線的注液側。