[發明專利]一種油壓推動式液態二氧化碳壓裂裝置

有效

• 申請號: 202010199550.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111236911B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 胡少斌;蔡余康;龐爍鋼
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 王麗霞

本發明公開了一種油壓推動式液態二氧化碳壓裂裝置，該裝置包括致裂劑輸出室、油壓推動倉和爆燃室，油壓推動倉與爆燃室通過傳動桿相連接，傳動桿一端將爆燃室分隔為左、右腔室、另一端將油壓推動倉分隔為左、右腔室，傳動桿與油壓推動倉、爆燃室之間均為密封滑動連接，油壓推動倉兩個腔室分別通過帶換向閥的管道連接至油泵，致裂劑輸出室上端連接用于輸送液態二氧化碳的ISCO泵，致裂劑輸出室內設置有刀盤，致裂劑輸出室底端通過帶有輸入閥的管道分別連接至爆燃室的兩個腔室，爆燃室的兩個腔室分別通過帶輸出閥的管道連接至油層待壓裂處，爆燃室的兩個腔室內均連接點火裝置。本發明能夠實現持續性的液態二氧化碳爆燃壓裂，節省了水資源，對地層傷害小，易返排。

技術領域

本發明涉及新能源開發利用和地下能源開采領域，特別是涉及一種持續性的油壓推動式液態二氧化碳壓裂裝置。

背景技術

油井生產到一定階段后，產能和滲透率降低，為了增強排油能力，提高油井產量，人們發明了壓裂工藝技術。自1947年人類第一口壓裂井在美國成功壓裂以來，已經有超過150萬井次壓裂作業。水力壓裂逐漸成熟。時至今日，壓裂方式主要有水力壓裂和高能氣體壓裂兩種，期間還出現了封隔器分層壓裂、限流法分層壓裂、蠟球選擇性壓裂等諸多壓裂技術，從壓裂液原料來分主要由水基壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液、清潔壓裂液和乳狀壓裂液等。隨著我國經濟的發展，常規油氣資源越來越難以滿足不斷增長的需求。同時我國廣泛分布有總量巨大的低滲透、致密等非常規油氣資源，約占全國已探明儲量的2/3 以上，開發潛力巨大。因此，為了滿足需求，就需要加大對非常規油氣資源的開發力度。壓裂技術作為低滲透、致密油氣田增產的主要措施，已經在國內外得到了廣泛的應用。然而，傳統的壓裂方法存在對地層傷害大、壓力難以大幅度提高、破壞深層堅硬巖石的不足，并且水資源壓力較大。相比較，二氧化碳壓裂法具有低傷害、易返排的優點。

發明內容

本發明的目的在于以二氧化碳壓裂法為基礎，設計一種油壓推動式液態二氧化碳壓裂裝置，以解決現有技術中存在的當前壓力難以增大、對地層傷害大、難返排、無法持續爆燃的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種油壓推動式液態二氧化碳壓裂裝置，其特征在于，包括致裂劑輸出室、油壓推動倉和爆燃室，油壓推動倉與爆燃室通過傳動桿相連接，傳動桿包括桿身和與桿身連接的兩個擠壓塊，其中一個擠壓塊將爆燃室分隔為左、右腔室并與爆燃室內腔壁密封滑動連接，另一個擠壓塊將油壓推動倉分隔為左、右腔室并與油壓推動倉內腔壁密封滑動連接，桿身與油壓推動倉、爆燃室的連接均為密封滑動連接，油壓推動倉兩個腔室分別通過帶換向閥的第一傳壓管道連接至油泵，致裂劑輸出室上端連接有用于輸送液態二氧化碳的ISCO泵，致裂劑輸出室內設置有刀盤，刀盤上設置有開口槽和切刀，刀盤由電機驅動轉動，刀盤上方為致裂劑儲存室，刀盤下方為致裂劑匯集室，致裂劑匯集室下端連接有兩個致裂劑集合孔，兩個致裂劑集合孔分別通過帶有輸入閥的第二傳壓管道連接至爆燃室的兩個腔室，爆燃室的兩個腔室分別通過帶輸出閥的第三傳壓管道連接至油層待壓裂處，爆燃室的兩個腔室內均連接有點火裝置。

進一步地，所述油壓推動式液態二氧化碳壓裂裝置，還包括中央控制系統，所述中央控制系統與所述油泵、ISCO泵、電機、換向閥、輸入閥、輸出閥和點火裝置分別電性連接。

進一步地，所述致裂劑匯集室為環形凹槽，所述環形凹槽的截面為漏斗形。

進一步地，所述開口槽設置有多個，沿周向均勻設置在刀盤上，切刀設置在各開口槽之間。

進一步地，每個所述開口槽的口徑由上向下逐漸增大。

進一步地，所述桿身與其中一個擠壓塊螺紋連接、與另一個擠壓塊固定連接，或者所述桿身與兩個擠壓塊均為螺紋連接。