[發明專利]壓裂設備

有效

• 申請號: 201380038763.9
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104704194B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: J·A·阿利法諾;D·蒂爾蒙特
• 申請（專利權）人: 軌道ATK股份有限公司
• 主分類號: E21B36/02
• 分類號: E21B36/02;E21B43/24;E21B43/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 賈金巖

1.一種壓裂設備，包括：

殼體，所述殼體構造成定位在井筒下并且在其遠端具有至少一個注射口；

注射流體供應接口，所述注射流體供應接口可操作地與所述殼體相聯從而將用于所述壓裂設備的注射流體提供到所述殼體的內部；和至少一個高壓燃燒器，所述高壓燃燒器被接納在所述殼體內，所述殼體具有可燃介質接口，所述可燃介質接口與所述至少一個高壓燃燒器流體連通，所述至少一個高壓燃燒器被構造并且布置成提供重復點火周期，每個點火周期包括將可燃介質輸送到所述高壓燃燒器的燃料輸送周期和燃燒周期，所述燃燒周期用于點燃所輸送的可燃介質以由可燃介質在所述燃燒周期期間燃燒產生的壓力來推動所述注射流體流出所述至少一個注射口。

2.根據權利要求1所述的壓裂設備，其中，所述至少一個注射口是多個間隔開的注射口，所述注射口定位在所述殼體的圓柱側部分的周圍。

3.根據權利要求1所述的壓裂設備，還包括：

流量控制閥，所述流量控制閥選擇性地覆蓋所述至少一個注射口，所述流量控制閥被構造成當將殼體內的比殼體外的壓力大的量的壓力施加到所述流量控制閥時允許流體通過所述至少一個注射口。

4.根據權利要求1所述的壓裂設備，其中，所述殼體還包括注射體積保持室，所述注射體積保持室定位成接納并混合從注射流體供應接口接納的注射流體和來自可燃介質的燃燒的氣體。

5.根據權利要求4所述的壓裂設備，還包括：

注射流體管道，所述注射流體管道在所述殼體內在所述注射流體供應接口和所述注射體積保持室之間提供了路徑。

6.根據權利要求4所述的壓裂設備，還包括：

燃燒管，所述燃燒管與所述至少一個高壓燃燒器連通以便燃燒可燃介質，所述燃燒管包括用于將燃燒氣體排到注射體積保持室中的文丘里管。

7.根據權利要求1所述的壓裂設備，還包括：

活塞組件，所述活塞組件接納在所述殼體內，所述活塞組件定位并構造成響應于在所述燃燒周期期間由可燃介質的點燃產生的氣體而將壓力施加到所述殼體內的注射流體。

8.根據權利要求7所述的壓裂設備，所述活塞組件包括：

燃燒活塞頭；

注射流體活塞頭；和

連接軸，所述連接軸在燃燒活塞頭和注射流體活塞頭之間延伸并聯接到燃燒活塞頭和注射流體活塞頭。

9.根據權利要求8所述的壓裂設備，其中：所述殼體還包括一次燃燒室和二次燃燒室，所述燃燒活塞頭能夠運動地被接納在所述一次燃燒室和所述二次燃燒室中，所述燃燒活塞頭使所述一次燃燒室與所述二次燃燒室分隔開；

所述至少一個高壓燃燒器包括：一次燃燒器，所述一次燃燒器定位成燃燒所述一次燃燒室中的可燃介質；和二次燃燒器，所述二次燃燒器定位成燃燒所述二次燃燒室中的可燃介質；和

所述注射流體活塞頭定位在所述殼體中的注射體積保持室中，所述活塞組件構造并且布置成使得來自所述一次燃燒室中的可燃介質的點火的氣體壓力在致使所述注射流體活塞頭通過所述至少一個注射口將所述注射流體推出所述注射體積保持室的方向上作用在燃燒活塞頭上并且使得來自所述二次燃燒室中的可燃介質的點火的氣體壓力在致使所述注射流體活塞頭將注射流體從注射流體供應接口吸入到所述注射體積保持室中的相反的方向上作用在燃燒活塞頭上。

10.根據權利要求9所述的壓裂設備，還包括低壓室，所述低壓室定位在所述二次燃燒室和所述注射體積保持室之間的殼體內。

11.一種壓裂設備，包括：

殼體，所述殼體構造成定位在井筒下，所述殼體具有靠近其一端的可燃介質接口和注射流體供應接口、靠近其相反端的多個間隔開的注射口、以及注射體積保持室；

所述注射流體供應接口通過注射流體管道與注射體積保持室連通；以及

至少一個高壓燃燒器，所述高壓燃燒器位于所述殼體內并且與可燃介質接口連通，所述至少一個高壓燃燒器構造并且布置成提供重復的點火周期，每個點火周期包括將所述可燃介質輸送到所述至少一個高壓燃燒器的燃料輸送周期和燃燒周期，所述燃燒周期用于點燃可燃介質并產生壓力以推動所述注射流體通過所述多個注射口流出注射體積保持室。