[發明專利]一種拋物柱面聚能壓裂增加頁巖氣采收率的裝置

在審

• 申請號: 201810209890.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108571311A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 周海
• 申請（專利權）人: 重慶霓裳科技有限公司
• 主分類號: E21B43/263
• 分類號: E21B43/263;F42D3/04;F42B3/22
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1.一種拋物柱面聚能壓裂增加頁巖氣采收率的裝置，所述裝置設置在頁巖氣井裸眼中，所述裝置包括起爆裝置和氣體輸送裝置，起爆裝置用于將其周圍的頁巖崩裂，氣體輸送裝置將由被崩裂的頁巖中滲出的頁巖氣輸送到地面，所述起爆裝置包括起爆電路和起爆器，所述氣體輸送裝置包括右凸緣、隔離裝置、油氣管、孔狀進氣管；所述孔狀進氣管設置在所述隔離裝置與所述右凸緣之間，孔狀進氣管的一端設置在所述右凸緣的通孔中，另一端設置在隔離裝置上的通孔中；孔狀進氣管為帶有若干進氣孔的管，油氣管的一端設置在隔離裝置的通孔中，另一端與地面集氣裝置相連；其特征在于,所述起爆裝置還包括聚能裝置，所述聚能裝置包括將炸藥爆炸能量匯聚垂直向外射出的中聚能罩、設置在中聚能罩左側的左凸緣和套管；

所述中聚能罩包括中凹形外表面和中凹形內表面，所述中凹形外表面由n個形狀和尺寸相同且沿圓周均勻分布的、開口向外的拋物柱面組成，n為3、4、5、6、7或8；所述中凹形內表面由m個形狀和尺寸相同且沿圓周均勻分布的、開口向外的拋物柱面組成，m為3、4、5、6、7或8且m＝n；所述中凹形內表面的拋物柱面形成空腔；所述中聚能罩與左中凸緣和右中凸緣組成一個封閉空間，并在該空間內設置炸藥；所述中聚能罩的最大外徑為D_c，所述中聚能罩的長度為L_c；

所述套管外部為圓柱形且其內部為圓柱孔，所述套管依次穿過所述中凹形內表面的空腔和右凸緣的通孔，所述套管一端固定在左凸緣的右端面，所述套管另一端固定在右凸緣的右端面；

所述左凸緣的右側設置有左凸臺，所述左凸臺為向外凸起的球冠形狀，所述左凸臺球冠形狀的凸起高度為H_t，所述左凸臺球冠形狀的最大開口部分圓的直徑為D_t；

所述右凸緣的左側設置有右凸臺，所述右凸臺為向外凸起的球冠形狀，所述右凸臺球冠形狀的凸起高度為H_t，所述右凸臺球冠形狀的最大開口部分圓的直徑為D_t；

所述直徑D_t為炸藥直徑D，所述高度H_t為3mm～8mm。

2.根據權利要求1所述的一種拋物柱面聚能壓裂增加頁巖氣采收率的裝置，其特征在于，

所述中凹形外表面的n個拋物柱面中的一個拋物柱面為拋物柱面E，所述拋物柱面E的直母線平行于X_c軸，所述拋物柱面E的準線為準線E，所述拋物柱面E的直母線沿著所述準線E平行移動形成所述拋物柱面E，所述準線E是由以下方程構成的拋物線：

y_c＝a₃+b₃z_c²；

所述中凹形內表面的m個拋物柱面中的一個拋物柱面為拋物柱面F，所述拋物柱面F的直母線平行于X_c軸，所述拋物柱面F的準線為準線F，所述拋物柱面F的直母線沿著所述準線F平行移動形成所述拋物柱面F，所述準線F是由以下方程構成的拋物線：

y_c＝a₄+b₄z_c²；

上面各式中：

O_c-X_cY_cZ_c坐標系的坐標原點在所述中聚能罩的軸線上且在中聚能罩的長度的中點，X_c軸、Y_c軸和Z_c軸構成右手直角坐標系，X_c軸與所述中聚能罩的軸線重合，X_c軸正方向從中聚能罩的左側指向中聚能罩的右側；x_c、y_c和z_c分別為X_c軸、Y_c軸和Z_c軸的坐標變量；

D_c為100mm～800mm，L_c為200mm～1000mm；

a₃、b₃、a₄和b₄為參數，a₃為D_c的0.2～0.90倍，a₄為D_c的0.15～0.85倍且a₃>a₄，b₃、b₄由以下公式計算：

式中：e₃、e₄為系數，e₃為0.5～1.5，e₄為0.8～1.8且e₄>e₃。