CN105422074A - 电起爆液体药动态压裂器 - Google Patents

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Abstract

本发明具体为一种电起爆液体药动态压裂器,解决了现有压裂器存在安全隐患、能量利用率较差且易堵塞煤层裂缝的问题。压裂外筒的上部插接有电极充气堵头,压裂外筒的下部插接有喷气管,喷气管的外侧开有若干喷气孔,电极充气堵头内设置有电极柱和液态二氧化碳通道,电极充气堵头上部插接有电源筒体,电源筒体内放置有高压电源;压裂外筒中部设置有软连接筒,两软连接筒之间连接有绝缘软筒,两软连接筒的外端均插接有绝缘堵头,两绝缘堵头内均设置有电极柱I,电极柱I上下两端均设置有导线,位于上部的绝缘堵头上部套接有内连接筒,内连接筒开有液态二氧化碳流通孔。本发明杜绝了安全隐患现象的发生,而且高能混合气体的利用率大幅提升。

Description

电起爆液体药动态压裂器
技术领域
本发明涉及煤层压裂装置,具体为一种电起爆液体药动态压裂器。
背景技术
高能气体压裂技术是利用固态、液态火药或推进剂在油层目的层快速燃烧产生的大量高温高压气体,对地层脉冲加载压裂,使地层产生并形成多裂缝体系,同时产生较强的脉冲震荡作用于地层基质,综合改善和提高地层渗透导流能力,扩大有效采油(气)范围,以达到提高产量的目的。其特点是:能在地层产生不受地应力约束的多裂缝体系,有利于沟通天然裂缝,扩大泄流面积,同时产生较强的脉冲震荡传播作用有利于改变地层岩性基质微错动变化,沟通基质通道,延伸地层深处,提高了地层渗透性,提高了油气井产量。
目前传统的高能气体压裂器采用起爆药或者***来引爆,在生产组装、保存、运输、使用过程中存在安全隐患;而且***带来的炽热固体颗粒有可能会与瓦斯气接触,当其接触时间超过瓦斯感应时间,便会使瓦斯发生燃烧或***,而且大多以热能方式散失,能量利用率不高且过高的温度容易融化煤层内的物质堵塞裂缝。
发明内容
本发明为了解决现有压裂器存在安全隐患、能量利用率较差且易堵塞煤层裂缝的问题,提供了一种电起爆液体药动态压裂器。
本发明是采用如下技术方案实现的:电起爆液体药动态压裂器,包括压裂外筒,压裂外筒的上部插接有与其密封的电极充气堵头,压裂外筒的下部插接有喷气管,喷气管与压裂外筒之间设置有密封垫圈和钢膜片,喷气管的外侧开有若干喷气孔,电极充气堵头内设置有电极柱和液态二氧化碳通道,液态二氧化碳通道上设置有单向阀,电极充气堵头上部插接有电源筒体,电源筒体内放置有高压电源;压裂外筒中部设置有上下分布的软连接筒,两软连接筒之间连接有与压裂外筒围成空腔的绝缘软筒,两软连接筒的外端均插接有与其密封的绝缘堵头,两绝缘堵头内均设置有电极柱I,位于上部的电极柱I上端设置有与电极柱连接的上导线,位于下部的电极柱I下端设置有与钢膜片连接的下导线,位于上部的绝缘堵头上部套接有插接在电机充气堵头下部的内连接筒,内连接筒侧壁开有液态二氧化碳流通孔。
压裂作业前,将液体***灌入绝缘软筒,并组装好压裂器,通过高压计量泵将液态二氧化碳依次经单向阀、液态二氧化碳通道、液态二氧化碳流通孔流入压裂外筒侧壁;进行压裂作业时,接通电路后,高压电源经上导线、电极柱、液体药、电极柱I、下导线、钢膜片接地形成的闭合回路形成击穿电流,在液体药中产生的电弧引爆液体***,液体***将绝缘软筒炸碎,高能气体迅速与液态二氧化碳混合,开始将其气化,使得内部压力持续升高,由于钢膜片的存在,压裂外筒内形成的高能气体能量不能立刻宣泄,密封腔室内的压力快速上升,当压力超过钢膜片可以承受的最大压力时,高压气体顶破钢膜片并通过喷气孔向周围喷射出去,作用于煤层,进行压裂,克服了现有压裂器存在安全隐患、能量利用率较差且易堵塞煤层裂缝的问题。
本发明结构设计合理可靠,采用混合气体及电击穿的方式对煤层压裂杜绝了安全隐患现象的发生,而且高能混合气体的利用率大幅提升,同时克服了堵塞煤层裂缝的问题,具有体积小便于运输、操作方便且成本低的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中:1-压裂外筒,2-电极充气堵头,3-喷气管,4-密封垫圈,5-钢膜片,6-喷气孔,7-电极柱,8-液态二氧化碳通道,9-单向阀,10-电源筒体,11-高压电源,12-软连接筒,13-绝缘软筒,14-绝缘堵头,15-电极柱I,16-上导线,17-下导线,18-内连接筒,19-液态二氧化碳流通孔。
具体实施方式
电起爆液体药动态压裂器,包括压裂外筒1,压裂外筒1的上部插接有与其密封的电极充气堵头2,压裂外筒1的下部插接有喷气管3,喷气管3与压裂外筒1之间设置有密封垫圈4和钢膜片5,喷气管3的外侧开有若干喷气孔6,电极充气堵头2内设置有电极柱7和液态二氧化碳通道8,液态二氧化碳通道8上设置有单向阀9,电极充气堵头2上部插接有电源筒体10,电源筒体10内放置有高压电源11;压裂外筒1中部设置有上下分布的软连接筒12,两软连接筒12之间连接有与压裂外筒1围成空腔的绝缘软筒13,两软连接筒12的外端均插接有与其密封的绝缘堵头14,两绝缘堵头14内均设置有电极柱I15,位于上部的电极柱I15上端设置有与电极柱7连接的上导线16,位于下部的电极柱I15下端设置有与钢膜片5连接的下导线17,位于上部的绝缘堵头14上部套接有插接在电机充气堵头2下部的内连接筒18,内连接筒18侧壁开有液态二氧化碳流通孔19。
具体实施过程中,液体***选用常见的硝酸铵、甘油、水的混合物,为公知产品;高压电源11由电池、逆变器、升压变压器、整流器、超级电容、高压空气开关组成,电池输出的直流电经过逆变器形高频脉冲,高频脉冲经过升压变压器产生高压交流脉冲,再经整流器整流滤波形成高压直流电,给超级电容充电,超级电容有电压高、存储电荷量大的特点,作为最终能量输出源。

Claims (1)

1.一种电起爆液体药动态压裂器,其特征在于:包括压裂外筒(1),压裂外筒(1)的上部插接有与其密封的电极充气堵头(2),压裂外筒(1)的下部插接有喷气管(3),喷气管(3)与压裂外筒(1)之间设置有密封垫圈(4)和钢膜片(5),喷气管(3)的外侧开有若干喷气孔(6),电极充气堵头(2)内设置有电极柱(7)和液态二氧化碳通道(8),液态二氧化碳通道(8)上设置有单向阀(9),电极充气堵头(2)上部插接有电源筒体(10),电源筒体(10)内放置有高压电源(11);压裂外筒(1)中部设置有上下分布的软连接筒(12),两软连接筒(12)之间连接有与压裂外筒(1)围成空腔的绝缘软筒(13),两软连接筒(12)的外端均插接有与其密封的绝缘堵头(14),两绝缘堵头(14)内均设置有电极柱I(15),位于上部的电极柱I(15)上端设置有与电极柱(7)连接的上导线(16),位于下部的电极柱I(15)下端设置有与钢膜片(5)连接的下导线(17),位于上部的绝缘堵头(14)上部套接有插接在电机充气堵头(2)下部的内连接筒(18),内连接筒(18)侧壁开有液态二氧化碳流通孔(19)。
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