[發明專利]煤層超聲活化分段壓裂裝置

在審

• 申請號: 202210282249.0
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114737938A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李全貴;劉繼川;胡千庭;梁運培;劉鵬;何將福;鄒全樂;宋明洋;鄧羿澤;張躍兵
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B34/14;E21B28/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉素霞

1.煤層超聲活化分段壓裂裝置，所述煤層中設有若干煤層鉆孔，其特征在于，煤層超聲活化分段壓裂裝置包括：

管件，所述管件的一部分伸入所述煤層鉆孔中；所述管件伸入所述煤層鉆孔中的部分套設有第一封堵器；所述管件伸入所述煤層鉆孔中的一端串聯有至少兩個投球滑套；相鄰所述投球滑套的連接處套設有第二封堵器；最上游的所述投球滑套與所述管件的連接處套設有第二封堵器，所述第一封堵器和所述第二封堵器均用于封孔；

所述投球滑套具有第一過液通道、第二過液通道、超聲波振動器和電源，所述投球滑套具有原始態和配合態；

壓裂泵，所述壓裂泵的輸出端與所述管件伸出所述煤層鉆孔的端部連通；所述壓裂泵的輸入端連通壓裂液容器；

壓裂球，各所述投球滑套均配設有所述壓裂球，所述壓裂球在所述管件和所述投球滑套中移動，所述壓裂球進入配套的所述投球滑套后封堵所述第一過液通道；

所述投球滑套配設有限位件，所述限位件將所述投球滑套限制在所述原始態，所述第一過液通道被封堵后，所述限位件失效，所述投球滑套由原始態切換為配合態；

所述投球滑套處于原始態時，所述第一過液通道供壓裂液流通，并供下游的所述投球滑套配套的所述壓裂球穿過；

所述投球滑套處于配合態時，所述第二過液通道供壓裂液流通；并且，所述超聲波振動器和所述電源電連接，所述超聲波振動器響應以對煤層進行超聲活化。

2.根據權利要求1所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，從上游至下游的所述投球滑套配設的所述壓裂球的徑向尺寸依次減小。

3.根據權利要求2所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，所述限位件為限位銷釘；

所述投球滑套包括第一部分和第二部分，所述第二部分滑動設置在所述第一部分中，所述限位銷釘設置在所述第一部分和所述第二部分之間；

所述第一過液通道的至少一部分位于所述第二部分上，所述第一過液通道被封堵時，所述管件中壓裂液的壓力通過所述第一部分和所述第二部分作用到所述限位銷釘上，所述限位銷釘被所述第一部分和所述第二部分剪斷失效，所述第二部分在所述第一部分中沿軸向滑動使所述投球滑套由原始態切換為配合態。

4.根據權利要求2所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，所述壓裂球配設有投球器，所述投球器連通于所述管件位于所述煤層鉆孔之外的部分上，所述投球器用于向管件中順次投放徑向尺寸依次增大的所述壓裂球。

5.根據權利要求3所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，所述第二過液通道的至少一部分由氣體發生劑容納腔形成，所述氣體發生劑容納腔中設有氣體發生劑，所述氣體發生劑與所述壓裂液接觸后產生氣體。

6.根據權利要求5所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，各投球滑套上設有三個超聲波震動器，三個所述超聲波振動器沿所述第二部分的周向均勻排布；

所述電源為環形電池；所述環形電池設置在所述第一部分上，用于在所述投球滑套處于配合態時對三個所述超聲波震動器供電。

7.根據權利要求6所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，所述第二過液通道和所述氣體發生劑容納腔的數量分別為三，三個所述氣體發生劑容納腔沿所述第二部分的周向均勻排布，所述氣體發生劑容納腔與所述超聲波震動器在所述第二部分的軸向上錯開布置；在所述第二部分的周向上，所述氣體發生劑容納腔位于相鄰的兩個所述超聲波震動器中間。

8.根據權利要求5所述的煤層超聲活化分段壓裂裝置，其特征在于，所述氣體發生劑為過碳酸鈉。