本发明专利技术涉及一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，主要包括地面控制单元、井下装置和铠装电缆，其特征在于：所述井下装置由固有频率测量单元和大功率声波发射单元组成，固有频率测量单元安装在大功率声波发射单元下部；固有频率测量单元包括声波发射换能器、声波接收换能器、扫频声发射模块、数字信号采集分析模块；大功率声波发射单元包括大功率声波发射换能器、声发射激励模块、电源转换模块；所述固有频率测量单元测量井下泥页岩层的固有频率并传输给大功率声波发射单元；所述大功率声波发射单元以固有频率向泥页岩层发射大功率机械波，使岩层产生共振。本发明专利技术在井下直接测定泥页岩层的固有频率，然后以此频率向岩层发射大功率机械波以形成共振，使页岩气井增产增效，满足实际生产需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于页岩气井井下开采
，具体涉及一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置。
技术介绍
我国页岩气资源丰富，可采储量居世界前列，随着天然气供给缺口的持续扩大，我国政府越来越关注页岩气的勘探和开发。页岩气井是页岩气的采集、生产场所，目前，由于国内页岩气井勘探开发技术尚处于起步阶段，与美国等世界发达国家有较大差距；同时，我国页岩岩层的构造、组成与其它国家有较大差异，许多技术和经验无法直接借鉴和引进，导致国内页岩气井单井产量普遍偏低，成为制约中国页岩气产业发展的瓶颈。电脉冲、电爆振、超声波、水力振荡、等离体脉冲等传统的油气井单井增产方法都是通过物理介质直接作用于井下页岩层，从而提高油气采收率，如专利“基于重复频率冲击波的地面抽采煤层气井改造方法”(申请号:201110027312.8)，就是通过水介质火花开关在煤层的水中进行重复频率高电压脉冲放电，通过液电效应在煤层水中激起高强冲击波并作用于煤层，从而创造新的煤层裂缝，解除堵塞，提升煤层气采收率，但是这类现有技术有效距离通常较短，只能作用于近井地带的地层，因此采收率提升有限。研究发现，影响页岩气富集及成藏的因素与泥页岩本身的孔隙度、渗透率、杨氏模量、泊松比等各项参数有关，特别地，若能够以固有频率向井下泥页岩层发射大功率机械波，使岩层内的微孔隙、微裂隙数量因共振而增加，提高泥页岩的渗透率和解吸力，将是提升页岩气采收率，增加单井产量最直接、有效的方法，与传统方法相比，能够作用于泥页岩岩层深部，且不易对岩层造成损伤。专利“基于声波聚焦共振技术破裂岩石的油气田增产方法及装置”(申请号:201210142059.5)公开了一种基于声波共振技术的油气田增产方法和装置，但是在该专利中，井下岩层固有频率的测量仍需要事先进行钻井取心作业，然后在实验室中进行模拟破裂实验，通过模拟地层压力、温度及流体饱和度等井下条件，对岩心进行预破裂处理，测出采样岩石的固有频率，测量分析过程不仅复杂、低效，而且成本昂贵，不能满足页岩气井的实际生产需要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，能够在井下直接测定泥页岩层的固有频率，然后以此频率向岩层发射大功率机械波以形成共振，从而有效改善泥页岩层的渗透率和解吸力，解决现有技术效率低、成本高，不能满足页岩气实际生产需要的问题，实现页岩气井单井的增产增效。本专利技术采用的技术方案如下:—种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，主要包括地面控制单元、井下装置和铠装电缆，地面控制单元包括电源模块、控制模块、工控机，地面控制单元在井口对井下装置实施控制;井下装置置于井下，竖直居中，地面控制单元和井下装置间通过铠装电缆实现信号传输和供电，其特征在于:所述井下装置由固有频率测量单元和大功率声波发射单元组成，固有频率测量单元安装在大功率声波发射单元下部；固有频率测量单元包括声波发射换能器、声波接收换能器、扫频声发射模块、基于DSP芯片或ARM技术的嵌入式数字信号采集分析模块;大功率声波发射单元包括大功率声波发射换能器、基于DSP芯片或ARM技术的嵌入式声发射激励模块、电源转换模块;所述固有频率测量单元通过页岩气井壁上的射孔孔眼测量井下泥页岩层的固有频率并传输给大功率声波发射单元;所述大功率声波发射单元通过射孔孔眼以固有频率向泥页岩层发射大功率机械波，使岩层产生共振。如上所述一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，其特征在于:所述声波发射换能器和声波接收换能器处于同一径向平面并对称设置，声波发射换能器以一定倾角对准射孔孔眼，向泥页岩层发射声波;声波接收换能器以相同倾角对准同一射孔孔眼，接收泥页岩层的反射声波。如上所述一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，其特征在于:所述声波发射换能器和声波接收换能器为同一声波换能器，既可发射声波，也可接收声波，在径向和轴向上均对准射孔孔眼。如上所述一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，其特征在于:所述扫频声发射模块的频率范围为30?300Hz。本专利技术的有益效果在于:在井下直接测定泥页岩层的固有频率，然后以此频率向岩层发射大功率机械波以形成共振，能够作用于泥页岩岩层深部，且不易损伤岩层，有效改善了泥页岩层的渗透率和解吸力，使页岩气井增产增效，满足页岩气的实际生产需要。【附图说明】本专利技术【附图说明】如下:图1为本专利技术的结构示意图；图2为固有频率测量单元第一实施例的工作示意图；图3为固有频率测量单元第二实施例的工作示意图；。1地面控制单元;2井下装置;21大功率声波发射单元;22固有频率测量单元;3销装电缆;4射孔孔眼;5页岩气井井壁;6泥页岩层;7声波发射换能器;8声波接收换能器;9可发可收的声波换能器。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步说明:—种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，主要包括地面控制单元1、井下装置2和铠装电缆3，地面控制单元1包括电源模块、控制模块、工控机，地面控制单元1在井口对井下装置2实施控制;井下装置2置于井下，竖直居中，井中的水充当了井下装置2与井下泥页岩层6间的耦合剂，地面控制单元1和井下装置2通过铠装电缆3实现信号传输和供电，其特征在于:所述井下装置2由固有频率测量单元22和大功率声波发射单元21组成，固有频率测量单元22安装在大功率声波发射单元21下部；固有频率测量单元22包括声波发射换能器7、声波接收换能器8、当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有固有频率测量单元的页岩气井增产装置，主要包括地面控制单元(1)、井下装置(2)和铠装电缆(3)，地面控制单元(1)包括电源模块、控制模块、工控机,在井口对井下装置(2)实施控制；井下装置(2)置于井下，竖直居中，地面控制单元(1)和井下装置(2)间通过铠装电缆(3)实现信号传输和供电，其特征在于：所述井下装置(2)由固有频率测量单元(22)和大功率声波发射单元(21)组成，固有频率测量单元(22)安装在大功率声波发射单元(21)下部；固有频率测量单元(22)主要包括声波发射换能器(7)、声波接收换能器(8)、扫频声发射模块、数字信号采集分析模块；大功率声波发射单元(21)主要包括大功率声波发射换能器、声发射激励模块、电源转换模块；所述固有频率测量单元(22)通过页岩气井壁(5)上的射孔孔眼(4)测量井下泥页岩层(6)的固有频率并传输给大功率声波发射单元(21)；所述大功率声波发射单元(21)通过射孔孔眼(4)以固有频率向泥页岩层(6)发射大功率机械波。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龚大建，于谦，
申请(专利权)人：铜仁中能天然气有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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