CN107288576B - 储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法，包括缸体以及分别连接于缸体上端和下端的上接头和下接头，缸体内设置有与其配套的活塞，活塞上部为圆柱结构，下部为锥体结构，活塞上端内设置有节流装置，活塞内部设置有导流通孔，节流装置中心设置有节流通孔，节流通孔与导流通孔上下连通，且节流通孔在压裂液的冲蚀下直径能变大，活塞底部设置有复位弹簧，与活塞相对应的缸体侧壁上还周向设置有泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三。该发明基于暂堵转向重复水力压裂作业堵剂、前置液、携砂液、顶替液注入各阶段工作排量范围，实现了水力驱动方式的低频水力脉动输出，能从整体上提高暂堵转向重复水力压裂效果。
Description
技术领域
本发明涉及压裂作业井下工具领域，具体涉及一种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法。
背景技术
油气田开发中，水力压裂技术是低渗超低渗储层油气增产、高效开发的重要技术措施。由于多方面原因，压裂有效期短，通常为一到两年，甚至个别井半年后就再次需要进行压裂，通常称之为重复压裂。影响压裂作业有效期的主要因素除储层低渗外，裂缝导流能力严重下降也是常见原因；其次，老井长时间生产后，人工裂缝附近有效泄油区原油采出程度高，产能下降，因而提出了暂堵转向重复压裂：压裂作业前先注入堵剂封堵老缝、在老井中能压开新裂缝，扩大有效泄油区。该技术目前已经成为低渗老油田稳产、正常的重要技术措施。
目前，应用于低渗超低渗储层的常规水力压裂技增产工艺技术还存在一些亟待解决的技术问题，在暂堵转向压裂技术应用中尤为突出。
常规水力压裂中，井筒内液压力作用于底层相当于静载作用，人工裂缝的起缝位置和裂缝走向受到地应力控制，地层破裂压力决定了到起缝压力。也就是说目前常规水力压裂施工中，人工裂缝走向和扩展主要受到岩石强度和储层地应力控制。
因为个别储层地层破裂压力高，施工中泵压偏高甚至还经常出现压不开的问题；由于储层为孔隙介质具有渗透性，裂缝扩展中裂缝中为变质量流量，加之压裂支撑剂(压裂砂，石英砂或人工陶粒)密度大于压裂液，支撑剂倾向于在裂缝中沉降，甚至堆积在缝口形成砂堵。
压裂液有效携砂和裂缝中均匀铺砂一直是制约压裂作业效果的重大技术难题，目前常规工艺技术难以有效抑制。近年来兴起的缝网体积压裂中，由于岩石的非均质性导致破裂压力差异，以及受到地应力控制和压裂施工排量制约，通常很难形成有效缝网。
常规水力压裂中如何有效降低起缝压力和裂缝中实现压裂液有效携砂、均匀铺砂，暂堵转向重复压裂施工中如何有效封堵老缝，是目前工程中亟待解决的重大技术难题。
常规重复压裂旨在提高裂缝导流能力，而暂堵转向重复压裂则还能有效提高储层动用程度并提高最终采收率。当前常规水力压裂施工中，通常是按照设计泵入设计的支撑剂砂量，裂缝中支撑剂分布是影响裂缝导流能力的重要因素，施工中裂缝面为垂直面，如何控制好支撑剂沉降实现均匀铺砂是关键影响因素，对常规工艺技术中，可控性差，很难达到均匀铺砂。其次是老井长期开采后，已经压开的人工裂缝附近储层有效泄油区内的油藏动用程度高，影响后续产能；常规施工中，水力裂缝的产生受到地应力的控制，一般重复压裂只能压开原有的老裂缝，起到恢复裂缝导流能力的作用；重复压裂技术应用中，在注水开采井网允许的情形下，先注入堵剂封堵老裂缝、实现新压开裂缝转向—暂堵转向重复压裂技术，则能增加有效泄油区，有效提高储层动用程度，提高产能，并最终提高储层采收率。
老井重复压裂是油气田增产的重要技术措施，在重复压裂中，裂缝转向技术已经被证实为增产的有效手段。暂堵转向重复压裂中，重点为有效封堵老缝、在井壁或近井壁重启新缝。常规暂堵转向重复压裂工艺施工中，能否实现转向存在很大的不确定性、不可控，目前还没有有效的可行方法。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，针对暂堵转向重复压裂施工中存在的问题，在不改变原有压裂施工流程与施工设计的基础上，提供一种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法，基于水力压裂液流驱动，作用于储层裂缝的压裂液产生低频水力脉动。
本发明的技术方案是提供了一种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，包括缸体以及分别连接于缸体上端和下端的上接头和下接头，所述缸体内设置有与其配套的活塞，所述活塞上部为圆柱结构，下部为锥体结构，活塞上端内设置有节流装置，活塞内部设置有导流通孔，所述节流装置中心的节流通孔与导流通孔上下连通，且节流通孔在压裂液的冲蚀下直径能变大，活塞底部设置有复位弹簧，与活塞相对应的缸体侧壁上还周向设置有泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三。
所述活塞上部周向设置有导压孔，且导压孔与节流通孔-连通。
所述导压孔沿活塞周向均布四个，导压孔孔径为3mm～4mm。
所述活塞下部外周螺旋设置有半圆槽。
所述活塞上部的圆柱结构长度占活塞总长度的三分之一，活塞下部的锥体结构的锥度为1：(10-12)。
所述节流通孔直径范围在10mm～12mm，长度范围在20mm～22mm，导流通孔10直径16mm～20mm，长度200mm～220mm。
所述泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三从上之下依次分布，泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三均沿周向均布有4个，泄压孔一位于离活塞3上端面15mm～20mm，孔径为5mm～6mm，泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三之间的上下距离为8mm～10mm，泄压孔二的孔径为6mm～8mm，泄压孔三孔径为8mm～10mm，泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三按30度相位角周向均布。
所述复位弹簧的下端设置有承托座。
储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生方法，包括如下步骤：
步骤1)将本发明的低频水力脉动发生装置连接于压裂管柱和喷砂器之间，在堵剂注入阶段以及压裂前置液注入阶段，节流装置中心的节流通孔和活塞内部的导流通孔起到节流作用，活塞受压下行，压缩复位弹簧，活塞下行过程中依次打开泄压孔一、泄压孔二、泄压孔三，当活塞上部流体产生的压力小于复位弹簧的复位力时，这时复位弹簧开始推动活塞上行，依次关闭泄压孔三、泄压孔二、泄压孔一，由此产生往复式振动，在小排量压裂工作液流体中产生低频水力脉动；
步骤2)在携砂液和顶替液注入阶段，大排量高浓度压裂砂压裂携砂液通过时，节流装置的节流通孔被冲蚀，直到节流通孔的直径等于或大于导流通孔的直径，节流装置中心的节流通孔失去初始的较强的节流作用，此时主要依靠活塞内的导流通孔产生节流作用，活塞和复位弹簧产生往复式振动，在大排量携砂液作用下产生低频水力脉动。
产生的低频水力脉动在压开的面中传播，传播衰减小在裂缝中水力脉动作用下压裂液能有效携砂，防止砂堵，抑制压裂砂沉降，从而实现裂缝中均匀铺砂，获得水力人工裂缝高导流能力。
本发明的有益效果：
本发明的这种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法在暂堵转向重复压裂堵剂注入、前置液、携砂液、顶替液注入阶段，通过复位弹簧压缩伸长推动活塞下行上行，构成一个往复机械振动系统，产生低频振动，进而输出压裂流体产生低频水力脉动，通过节流装置的节流作用能使系统产生较之暂堵阶段较高的水力脉动频率，在波的叠加效应作用下，利于裂缝转向和延伸，在大排量压裂液和顶替液作用下，系统输出低频水力脉动，低频脉动在压开的面中传播，传播衰减小(通常传播衰减和频率的平方或更高次方成正比)，在裂缝中水力脉动作用下压裂液能有效携砂，防止砂堵，抑制压裂砂沉降，从而实现裂缝中均匀铺砂，获得水力人工裂缝高导流能力，该发明具有以下重要作用：
1、低频脉动促使堵剂注入阶段强化原有裂缝封堵，防止后续压裂继续压开原有的老裂缝，为新裂缝的转向创造条件；
2、基于岩石损伤力学理论和模拟实验研究结果，低频脉动作用能产生波的叠加效应，实际作用于储层岩石的压力大于常规作业的井底压力，实际上其能有效降低地层破裂压力，利于人工水力裂缝起缝，意味着在暂堵转向重复压裂中，更容易实现新裂缝转向；
3、在携砂液在裂缝中推进过程中，低频脉动能在已经形成的人工裂缝面中有效传播，脉动压力作用下，利于压裂液携带压裂砂在裂缝中随裂缝扩展向前推进，减少压裂砂沉降，促进均匀铺砂，一定程度上解决当前常规压裂作业中无法解决的技术难题，进而提高人工裂缝导流能力，获得更好的水力压裂增产效果。
应用该低频水力脉动发生装置，在水力压裂液流作用下，产生井下低频水力脉动。根据岩石疲劳损伤力学理论，低频脉动作用下，岩石破裂压力下降，利于水力压裂起缝；同时，低频脉动波动在传播中，在理论上，波的叠加将引起脉动压力波振幅的扩大—压裂液压力增大。数值分析方法模拟计算表明，在特定条件下，脉动压力波的振幅可扩大1 .0～5倍；物理模拟实验对比分析给出的脉动压力幅值能够扩大2 .2～4 .2倍。模拟现场实施脉动水力压裂对比分析表明，脉动压力幅值能够扩大1 .5～3 .0倍。
可以说，本发明的这种低频水力脉动发生装置能在暂堵转向重复水力压裂中，能强化老裂缝封堵，为裂缝转向参照条件；能有效降低人工裂缝起裂压力，利于实现裂缝转向；同时，在裂缝中减少压裂砂沉降、促进均匀铺砂，提高裂缝导流能力，进而提高压裂增产效果、延长压裂作业有效期、提高采收率。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置的结构示意图；
图2是本发明活塞的主视结构示意图；
图3是本发明活塞的俯视结构示意图；
图4是本发明缸体的俯视结构示意图；
图5是本发明在应用时连接于压裂管柱和喷砂器之间的结构示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、缸体；3、活塞；4、节流装置；4-1、节流通孔；5、导压孔；6、泄压孔一；7、泄压孔二；8、泄压孔三；9、半圆槽；10、导流通孔；11、复位弹簧；12、承托座；13、下接头；14、压裂管柱；15、低频水力脉动发生装置；16、喷砂器。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种如图1至图5所示的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法，如图1所示，包括缸体2以及分别连接于缸体2上端和下端的上接头1和下接头13，所述缸体2内设置有与其配套的活塞3，如图2所示，所述活塞3上部为圆柱结构，下部为锥体结构，活塞3上端内设置有节流装置4，活塞3内部设置有导流通孔10，所述节流装置4中心的节流通孔4-1与导流通孔10上下连通，且节流通孔4-1在压裂液的冲蚀下直径能变大，活塞3底部设置有复位弹簧11，与活塞3相对应的缸体2侧壁上还周向设置有泄压孔一6、泄压孔二7、泄压孔三8。其中，节流装置4为现有公知的结构，这里不详细说明。
本发明的这种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生方法，包括如下步骤：
步骤1)如图5所示，将本发明的低频水力脉动发生装置15连接于压裂管柱14和喷砂器16之间，在堵剂注入阶段以及压裂前置液注入阶段，节流装置4中心的节流通孔4-1和活塞3内部的导流通孔10起到节流作用，活塞3受压下行，压缩复位弹簧11，活塞3下行过程中依次打开泄压孔一6、泄压孔二7、泄压孔三8，当活塞3上部流体产生的压力小于复位弹簧11的复位力时，这时复位弹簧11开始推动活塞3上行，依次关闭泄压孔三8、泄压孔二7、泄压孔一6，由此产生往复式振动，在小排量压裂工作液流体中产生低频水力脉动；低频脉动作用下，堵剂注入阶段强化堵剂对于老裂缝的封堵效果，前置液注入阶段能降低储层新裂缝起缝压力，诱导新的人工裂缝形成，实现裂缝转向。
步骤2)在携砂液和顶替液注入阶段，大排量高浓度压裂砂压裂携砂液通过时，由于节流装置4采用易被压裂砂冲蚀的特殊材质如黄铜或铸铝等，节流装置4的节流通孔4-1被冲蚀，直到节流通孔4-1的直径等于或大于导流通孔10的直径，节流装置4中心的节流通孔4-1失去初始的较强的节流作用，活塞3下部为高强材质如42CrMo等，此时活塞3内的导流通孔10产生节流作用，活塞3和复位弹簧11产生往复式振动，在大排量携砂液作用下产生低频水力脉动。低频脉动在裂缝中传播衰减小，有效作用距离大，能有效提高压裂液携砂能力，防止砂堵，抑制压裂砂沉降，实现均匀铺砂，从而实现裂缝中均匀铺砂，获得水力人工裂缝高导流能力，提高裂缝导流能力。
本发明的这种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法在暂堵转向重复压裂堵剂注入、前置液、携砂液、顶替液注入阶段，通过复位弹簧压缩伸长推动活塞下行上行，构成一个往复机械振动系统，产生低频振动，进而输出压裂流体产生低频水力脉动，通过节流装置的节流作用能使系统产生较之暂堵阶段较高的水力脉动频率，在波的叠加效应作用下，利于裂缝转向和延伸，在大排量压裂液和顶替液作用下，系统输出低频水力脉动，低频脉动在压开的面中传播，传播衰减小(通常传播衰减和频率的平方或更高次方成正比)，在裂缝中水力脉动作用下压裂液能有效携砂，防止砂堵，抑制压裂砂沉降，从而实现裂缝中均匀铺砂，获得水力人工裂缝高导流能力。
本发明的这种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置具有重要的作用：
1、低频脉动促使堵剂注入阶段强化原有裂缝封堵，防止后续压裂继续压开原有的老裂缝，为新裂缝的转向创造条件；
2、基于岩石损伤力学理论和模拟实验研究结果，低频脉动作用能产生波的叠加效应，实际作用于储层岩石的压力大于常规作业的井底压力，实际上其能有效降低地层破裂压力，利于人工水力裂缝起缝，意味着在暂堵转向重复压裂中，更容易实现新裂缝转向；
3、在携砂液在裂缝中推进过程中，低频脉动能在已经形成的人工裂缝面中有效传播，脉动压力作用下，利于压裂液携带压裂砂在裂缝中随裂缝扩展向前推进，减少压裂砂沉降，促进均匀铺砂，一定程度上解决当前常规压裂作业中无法解决的技术难题，进而提高人工裂缝导流能力，获得更好的水力压裂增产效果。
应用该低频水力脉动发生装置，在水力压裂液流作用下，产生井下低频水力脉动。根据岩石疲劳损伤力学理论，低频脉动作用下，岩石破裂压力下降，利于水力压裂起缝；同时，低频脉动波动在传播中，在理论上，波的叠加将引起脉动压力波振幅的扩大—压裂液压力增大。数值分析方法模拟计算表明，在特定条件下，脉动压力波的振幅可扩大1 .0～5倍；物理模拟实验对比分析给出的脉动压力幅值能够扩大2 .2～4 .2倍。模拟现场实施脉动水力压裂对比分析表明，脉动压力幅值能够扩大1.5～3.0倍。
可以说，本发明的这种低频水力脉动发生装置能在暂堵转向重复水力压裂中，能强化老裂缝封堵，为裂缝转向参照条件；能有效降低人工裂缝起裂压力，利于实现裂缝转向；同时，在裂缝中减少压裂砂沉降、促进均匀铺砂，提高裂缝导流能力，进而提高压裂增产效果、延长压裂作业有效期、提高采收率。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法，所述活塞3上部周向设置有导压孔5，且导压孔5与节流通孔4-1连通。防止憋压，减少施工时缸体内部的压力，延长装置实用寿命，同时可减少压裂砂进入活塞与缸体间隙起到防卡作用。所述导压孔5沿活塞3周向均布四个，导压孔5孔径为3mm～4mm。
进一步的，为了防止活塞3上下行时被砂粒卡住，如图3所示，所述活塞3下部外周螺旋设置有半圆槽9。
另外，为了便于将力传递给复位弹簧11，所述复位弹簧11的下端设置有承托座12。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置及其方法，所述活塞3上部的圆柱结构长度占活塞3总长度的三分之一，活塞3下部的锥体结构的锥度为1：(10-12)。
所述节流装置4上节流通孔4-1的尺寸是根据暂堵阶段小排量注入粘稠堵剂，保证能产生低频水力脉动来确定的，节流通孔4-1直径范围在10mm～12mm，长度范围在20mm～22mm，导流通孔10直径16mm～20mm，长度200mm～220mm。
所述泄压孔一6、泄压孔二7、泄压孔三8从上至下依次分布，泄压孔一6、泄压孔二7、泄压孔三8均沿周向均布有4个，泄压孔一6位于离活塞3上端面15mm～20mm，孔径为5mm～6mm，泄压孔一6、泄压孔二7、泄压孔三8之间的上下距离为8mm～10mm，泄压孔二7的孔径为6mm～8mm，泄压孔三8孔径为8mm～10mm，泄压孔一6、泄压孔二7、泄压孔三8按30度相位角周向均布，如图4所示。
低频脉动发生原理及结构尺寸的确定依据上，基于水力学计算和振动系统力学计算。
设计中,缸体2与组合活塞3的具体结构尺寸、节流装置4上通孔4-1尺寸，组合活塞通孔10尺寸、复位弹簧11的弹性系数等，在设计上是根据现场暂堵转向水力压裂各施工阶段作业流量、流体性能参数、弹簧刚度与活塞质量计算确定的。
在本发明输出脉动频率的理论计算中，设活塞质量为m，有效截面积为Sp，复位弹簧刚度系数为k，工作流体密度为ρ，粘滞阻力系数为ξ，活塞下行和上行行程中上下截面承受平均压差分别为P1和P2；活塞位移为x，活塞行程为h，时间为t，则活塞下行时：
活塞上行时：
在这里，P1和P2依据设计活塞尺寸及行程位置结合流体力学原理计算给出。活塞行程位置不同，其外周流道截面不同，同时活塞上下压差也不同。实际计算中，需要考虑活塞通孔与活塞外周流道截面的流量分配以及活塞外周流道的粘滞阻力系数变化，很难给出解析算法。实际设计中，结合试验测试修正，采用流体力学的数值算法来最终确定P1和P2。
设Pa取值为流体推动活塞下行前，活塞上、下截面承受的压差，Pb为流体推动活塞下行，活塞上、下截面承受压差。
由此可计算出活塞的行程长度：
复位弹簧刚度系数可以表示为：
这往复振动频率为：
上式中：经过常用压裂排量下试验模拟，结合流体力学数值算法，应用上述公式计算时，暂堵施工阶段Pa大致为1.5MPa左右，起缝与造缝施工阶段Pa大致为2.0MPa左右，在裂缝延伸、填砂施工阶段Pa大致为2.5MPa左右；Pb大致为0.5～1.0MPa左右。但压裂施工排量、压裂砂浓度不同，计算中取值不同。
在设计计算中，需要编制计算机程序计算活塞不同行程位置的上下压差，以施工设计排量和流体性质为依据，如堵剂注入排量0.3～0.6m3/min、压裂液注入排量1.2～4.5m3/min为设计基础数据，以实现拟定低频如10Hz计算确定其它参数。
需要说明的是，本发明的实际工程设计计算中，还需要结合模拟现场试验测试，计算确定最终的缸体和组合活塞的结构尺寸以及复位弹簧的刚度系数。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，包括缸体（2）以及分别连接于缸体（2）上端和下端的上接头（1）和下接头（13），其特征在于：所述缸体（2）内设置有其配套的活塞（3），所述活塞（3）上部为圆柱结构，下部为锥体结构活塞（3），活塞（3）上端内设置有节流装置（4），活塞（3）内部设置有导流通孔（10），所述节流装置（4）中心的节流通孔（4-1）与导流通孔（10）上下连通，且节流通孔（4-1）在压裂液的冲蚀下直径能变大，活塞（3）底部设置有复位弹簧（11），与活塞（3）相对应的缸体（2）侧壁上还周向设置有泄压孔一（6）、泄压孔二（7）、泄压孔三（8）；所述活塞（3）上部的圆柱结构长度占活塞（3）总长度的三分之一，活塞（3）下部的锥体结构的锥度为1：（10-12）；节流装置（4）采用易被压裂砂冲蚀的黄铜或铸铝。
2.根据权利要求1所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，其特征在于：所述活塞（3）上部周向设置有导压孔（5），且导压孔（5）与节流通孔（4-1）连通。
3.根据权利要求2所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，其特征在于：所述导压孔（5）沿活塞（3）周向均布四个，导压孔（5）孔径为3mm～4mm。
4.根据权利要求1所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，其特征在于：所述活塞（3）下部外周螺旋设置有半圆槽（9）。
5.根据权利要求1所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，其特征在于：所述节流通孔（4-1）直径范围在10mm～12mm，长度范围在20mm～22mm，导流通孔（10）直径16mm～20mm，长度200mm～220mm。
6. 根据权利要求1所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，其特征在于：所述泄压孔一（6）、泄压孔二（7）、泄压孔三（8）从上至下依次分布，泄压孔一（6）、泄压孔二（7）、泄压孔三（8）均沿周向均布有4个，泄压孔一（6）位于离活塞（3）上端面15mm～20mm，孔径为5mm～6mm，泄压孔一（6）、泄压孔二（7）、泄压孔三（8）之间的上下距离为8mm～10mm，泄压孔二（7）的孔径为6mm～8mm， 泄压孔三（8）孔径为8mm～10mm ，泄压孔一（6）、泄压孔二（7）、泄压孔三（8）按30度相位角周向均布。
7.根据权利要求1所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置，其特征在于：所述复位弹簧（11）的下端设置有承托座（12）。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的储层暂堵转向压裂的低频水力脉动发生装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1)将低频水力脉动发生装置(15)连接于压裂管柱(14)和喷砂器(16)之间，在堵剂注入阶段以及压裂前置液注入阶段，节流装置(4)中心的节流通孔(4-1)和活塞(3)内部的导流通孔(10)起到节流作用，活塞(3)受压下行，压缩复位弹簧(11)，活塞(3)下行过程中依次打开泄压孔一(6)、泄压孔二(7)、泄压孔三(8)，当活塞(3)上部流体产生的压力小于复位弹簧(11)的复位力时，这时复位弹簧(11)开始推动活塞(3)上行，依次关闭泄压孔三(8)、泄压孔二(7)、泄压孔一(6)，由此产生往复式振动，在小排量压裂工作液流体中产生低频水力脉动；
步骤2)在携砂液和顶替液注入阶段，大排量高浓度压裂砂压裂携砂液通过时，节流装置(4)的节流通孔(4-1)被冲蚀，直到节流通孔(4-1)的直径等于或大于导流通孔(10)的直径，节流装置(4)中心的节流通孔(4-1)失去初始的较强的节流作用，此时主要依靠活塞(3)内的导流通孔(10)产生节流作用，活塞(3)和复位弹簧(11)产生往复式振动，在大排量携砂液作用下产生低频水力脉动。
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