[發明專利]一種干熱巖地熱井液氮多級壓裂系統與方法

有效

• 申請號: 201910440030.7
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110145290B
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 蔡承政;任科達;楊玉貴;高峰;陳培見;張志鎮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 劉振祥

1.一種干熱巖地熱井液氮多級壓裂系統，包括氮氣增壓系統和液氮注入系統，其特征在于，還包括氮氣總輸入管路(32)、液氮總排出管路(33)和至少3個高壓液氮容器；

3個高壓液氮容器的上端均設置有氮氣進氣管路(34)和放空管路(35)，下端均設置有液氮出液管路(36)和液氮進液管路(37)，3個高壓液氮容器分別為高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)，高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)的氮氣進氣管路(34)和液氮出液管路(36)分別與氮氣總輸入管路(32)和液氮總排出管路(33)連接，高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)的氮氣進氣管路(34)上分別設置有氮氣進氣閥A(22)、氮氣進氣閥B(23)和氮氣進氣閥C(24)，高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)的液氮出液管路(36) 上分別設置有液氮出液閥A(26)、液氮出液閥B(27)和液氮出液閥C(28)，高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)的液氮進液管路(37)上分別設置有液氮進液閥A(18)、液氮進液閥B(19)和液氮進液閥C(20)，高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)的放空管路(35)上分別設置有放空閥A(14)、放空閥B(15)和放空閥C(16)；液氮總排出管路(33)的排液端與設置在地熱井(10)中的連續油管(11)連接；

所述氮氣增壓系統包括由多個氮氣瓶組成的氮氣瓶組(1)、空氣壓縮機(2)和氣體增壓機(3)，所述氣體增壓機(3)的進氣口和驅動空氣入口分別與氮氣瓶組(1)的出氣口和空氣壓縮機(2)的出氣口連接，氣體增壓機(3)的出氣口與氮氣總輸入管路(32)的進氣端連接；

所述液氮注入系統包括低溫液氮泵(4)和液氮儲罐(5)；所述低溫液氮泵(4)的進口端通過管路與液氮儲罐(5)連接，其出口端分別與高壓液氮容器A(6)、高壓液氮容器B(7)和高壓液氮容器C(8)的液氮進液管路(37)連接；

所述氮氣增壓系統的最大增壓能力為100 MPa。

2.根據權利要求1 所述的一種干熱巖地熱井液氮多級壓裂系統，其特征在于，所述高壓液氮容器的數量小于等于7個。

3.根據權利要求2所述的一種干熱巖地熱井液氮多級壓裂系統，其特征在于，所述高壓液氮容器的數量為4個，其中，第4個高壓液氮容器為高壓液氮容器D(9)，高壓液氮容器D(9)的氮氣進氣管路(34)、液氮出液管路(36)和液氮進液管路(37)分別與氮氣總輸入管路(32)、液氮總排出管路(33)和低溫液氮泵(4)的出口端連接，高壓液氮容器D(9) 的氮氣進氣管路(34)、液氮出液管路(36)、液氮進液管路(37)和放空管路(35)上分別設置有氮氣進氣閥D(25)、液氮出液閥D(29)、液氮進液閥D(21)和放空閥D(17)。

4.根據權利要求1至3任一項所述的一種干熱巖地熱井液氮多級壓裂系統，其特征在于，還包括連續油管作業車(13)，所述液氮總排出管路(33)通過連續油管作業車(13)與連續油管(11)連接；液氮儲罐(5)設置在液氮作業車上。

5.根據權利要求4所述的一種干熱巖地熱井液氮多級壓裂系統，其特征在于，高壓液氮容器內部的容積為2～4m³。