[發明專利]一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置及工作方法

有效

• 申請號: 202011281608.8
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112392484B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 吳飛鵬;孫偉;王倩;時小松;趙增平
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司
• 主分類號: E21C37/14
• 分類號: E21C37/14
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

本發明在于提供一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置及工作方法，屬于煤層氣開采技術領域，將井底引爆裝置連接在油管底端下入井中目的層位，從井口下入高壓液態二氧化碳彈藥，利用泵車向井中泵入液體，施加泵壓，通過泵送的方式將高壓液態二氧化碳彈藥送入井下油管底部的井底引爆裝置，繼續施加泵壓，高壓液態二氧化碳彈藥內的點火開關受到撞針擠壓，發生燃爆，液體二氧化碳發生相變，生成大量二氧化碳氣體沖擊儲層，形成裂縫，增大儲層滲流能力。施工過程中，通過泵送的方式可實現多次將彈藥下入井中，完成二氧化碳相變致裂地層，而不需要起下管柱，更省時高效、安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置及工作方法，屬于煤層氣開采技術領域。

背景技術

我國的煤層氣資源儲量豐富，但是由于煤儲層地質條件復雜、滲透率低等特點，制約著我國煤層氣開采事業的發展。與常規游離天然氣相比，煤層氣常以吸附態吸附在微孔隙的壁面上，具有比較高的開采難度。此外，煤層的孔隙結構及生產方式十分復雜，由于其具有特殊的組成、潤濕吸附性和多孔介質體系，開采過程中煤儲層極易受傷害，使得其滲透率發生變化，影響開采效率。為了提高煤層氣的抽采效率，目前主要通過水力噴射壓裂、水力沖孔和燃爆壓裂等方法來增加、擴大煤層氣的運移通道，增加煤層裂隙，在一定程度上提高了煤儲層的滲透率和煤層氣的開采率，但是以上方法都存在一定的不足：水力噴射壓裂技術尚未成熟，在施工過程中使得壓裂裝置使用壽命縮短，噴射工具磨損嚴重，材料浪費嚴重等問題；水力沖孔工序復雜，特別是下斜鉆孔對煤層增透效果較差，卸壓面積比較小；燃爆壓裂存在的問題仍然未解決，并且炸藥受到嚴格的管制，審批、購買、運輸程序復雜，給生產帶來嚴重的不便。因此，有必要開發一種簡單易行、成本低廉、安全高效的針對煤層致裂增透的裝置，基于此，本文提出一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置及施工方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置，本發明還提供上述裝置的工作方法。

本發明的技術方案如下：

一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置，包括泵送裝置、井口裝置、井底引爆裝置；

泵送裝置包括泵車、第一輸液管線、安全閥門；

井口裝置包括油管，油管外有套管，油管與套管之間形成油套環空，油管的油管接口處設有防噴器，防噴器上設有第一連接口，第一連接口通過第一輸液管線連接于泵車；油套環空通過第二連接口與第二輸液管線相連接，第二輸液管線連接至儲液槽；

井底引爆裝置置于油管底部下方，井底引爆裝置包括撞針，用于引爆放入的彈藥；井底引爆裝置底端處的油套環空由封隔器密封，井底引爆裝置所在的套管段設有貫穿孔，用于引爆彈藥時沖擊力傳遞至油管外的煤儲層。

優選的，第二連接口上安裝有壓力表。

優選的，油管接口內置螺紋，油管接口與油管螺紋嚙合連接。

優選的，井底引爆裝置為一無頂蓋且側面三向鏤空的圓柱體，包括底端擋板、撞針和連接環，底端擋板通過三個支撐柱與連接環連接，撞針位于底端擋板中心。

進一步優選的，連接環與油管固定連接。

優選的，第二連接管線上安裝輸液閥門。

優選的，所述不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置還包括壓力檢測設備，包括壓力傳感器、顯示器和數據線，所述壓力檢測設備通過數據線與井口裝置連接。

進一步優選的，壓力傳感器置于油管接口和第二連接口處，壓力傳感器通過數據線連接至顯示器。

一種不動管柱的二氧化碳相變致裂增透裝置的工作方法，包括如下步驟：

(1)將井底引爆裝置的連接環與油管連接，下放至目的層位；

(2)從井口放入高壓液態二氧化碳彈藥；