[发明专利]一种输出高频压力脉冲的装置及方法

说明书

本发明提供了一种输出高频压力脉冲的装置及方法，涉及流体压力执行装置技术领域，解决了同时提高脉冲输出频率和脉冲压力的技术问题。该装置的高频脉冲通讯模块和上位机通过多线程控制的方式连接，驱动气源和两位五通阀的进气口相连接，两位五通阀的两条气路输出分别接入高频脉冲气动阀的气缸接口，高频脉冲气动阀的入口与调压阀相连接，调压阀与动力源相连接。该装置通过改进气动阀的结构提升了气体响应速度，通过改进高频脉冲通讯模块保证了高频次动作的同时还可以更换动作频率；另外利用该装置将电磁控制和气动控制相结合输出高频压力脉冲，还扩大了气通路径，使得电磁阀与气动阀安装位置可以最大限度远离而且不影响动作频率。

技术领域

本发明涉及流体压力执行装置技术领域，尤其是一种输出高频压力脉冲的装置，以及利用该装置输出高频压力脉冲的方法。

背景技术

在石油开采的研究中，经常会利用水力拍击作用对储层物性进行改造，提高波及系数从而提高采收率。在实验室内进行相关机理研究时，由于缺乏可靠的可以高频输出液体脉冲和气体脉冲的方法和装置，使得实验参数的调整范围受到限制，另外输出高频压力脉冲的装置经常需要更换配件。目前常用的电磁阀门通常采用电磁铁配合平面或者锥面密封的方式，为了满足高压的条件，使用刚度足够大的弹簧施加预紧力，往往会在经受高压高频次的冲击之后，密封面非常容易产生永久变形，影响阀门寿命。此外，在进行易燃易爆气体试验时，电磁阀也无法满足安全要求。

发明内容

为了同时提高脉冲输出频率和脉冲压力，并且提升了气体响应速度，保证了高频次动作的同时还可以调整动作频率，使得电磁阀与气动阀安装位置可以最大限度远离并且不影响动作频率、保证安全，本发明提供了一种输出高频压力脉冲的装置及方法，其具体的技术方案如下。

一种输出高频压力脉冲的装置，包括上位机、驱动气源、高频脉冲通讯模块、两位五通阀、高频脉冲气动阀和调压阀，所述高频脉冲通讯模块和上位机通过多线程控制的方式连接；所述驱动气源和两位五通阀的进气口相连接，两位五通阀的两条气路输出分别接入高频脉冲气动阀的气缸接口；所述高频脉冲气动阀的入口与调压阀相连接，调压阀与动力源相连接。

优选的是，驱动气源的供气量大于200L/min，驱动气源的储气罐容积大于80L，驱动气源的输出压力在0.5～0.8MPa之间。

优选的是，上位机传递控制信号至高频脉冲通讯模块，所述高频脉冲通讯模块控制两位五通阀的电磁线圈通电或断电，两位五通阀随电磁圈控制切换气流方向。

还优选的是，高频脉冲通讯模块包括LED模块、存储器、控制器、数据通讯接口、电源调节器，以及多个继电器。

还优选的是，高频脉冲通讯模块的最大动作频率为260HZ，高频脉冲通讯模块的输出为24V、300mA的直流电流。

进一步优选的是，高频脉冲气动阀包括气动执行机构，气动执行机构包括双向气缸、连接器、上游入口、压帽和阀杆密封，双向气缸的两个气缸接口分别与两位五通阀的气路输出相连，连接器连接活塞杆和阀杆，压帽套设在阀杆上，阀杆下端和阀杆密封相连，阀杆密封设置在高频脉冲气动阀的通径中间。

进一步优选的是，气动执行机构控制气缸活塞的移动距离为3mm，气缸活塞两侧的气路接口管径大于8mm，所述气动执行机构的阀柱使用镍钼合金。

进一步优选的是，调压阀的通径是高频脉冲气动阀通径的1.1倍，所述高频脉冲气动阀通过固定装置安装，并且高频脉冲气动阀水平安装。

进一步优选的是，高频脉冲气动阀和两位五通阀的安装距离大于5m。

一种输出高频压力脉冲的方法，利用上述的一种输出高频压力脉冲的装置，输出高频压力脉冲的过程包括：

上位机控制高频脉冲通讯模块工作，具体是上位机通过RS485串口与高频脉冲通讯模块进行通讯，设立一个单独的线程处理高频脉冲通讯模块进行吸合与释放的命令传输；