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申请/专利权人：中北大学

摘要：本发明涉及煤层气开采的压裂器领域，具体是一种基于大功率电脉冲的煤层动态压裂方法及压裂器。包括呈圆柱状空心橡胶囊的头部封堵器和尾部封堵器，设于头部封堵器和尾部封堵器之间的钢筋架体和电导爆管；所述电导爆管包括两端分别安装有环形电极的绝缘耐压胶管，靠近头部封堵器的绝缘耐压胶管一端为封闭结构，靠近尾部封堵器的绝缘耐压胶管一端与注药管相连通；钢筋架体围设于电导爆管外。本发明在接通电导爆管两端的环形电极后，电爆‑汽化‑压裂过程便迅速发生，升压时间短，压裂效果好。本发明利用高功率电脉冲击穿电导爆管，释放热能汽化CO2形成高速高压气体，作用在煤层上压裂煤层。相比爆炸压裂技术直接利用高能材料的爆炸压裂煤层来说更加安全。

主权项：1.一种基于大功率电脉冲的煤层动态压裂器，其特征在于，包括呈圆柱状空心橡胶囊的头部封堵器（1）和尾部封堵器（2），设于头部封堵器（1）和尾部封堵器（2）之间的钢筋架体（3）和电导爆管（4），所述头部封堵器（1）的尾部一端固设有第一连接头（101）；所述尾部封堵器（2）的头部一端固设有第二连接头（204），尾部封堵器（2）内沿轴向方向穿设有总进料通道管（201），总进料通道管（201）的尾部一端伸出尾部封堵器（2）、头部一端伸出第二连接头（204），且尾部封堵器（2）的内腔被总进料通道管（201）分隔形成环状空腔，靠近头部封堵器（1）的总进料通道管（201）一端与电导爆管（4）的一端之间连通设有带有阀门的注药管（202），靠近头部封堵器（1）的总进料通道管（201）一端管壁设有与外界相连通的带有阀门的注CO2头（203），所述第一连接头（101）与第二连接头（204）之间连接固定有带有阀门的送水管（205），所述送水管（205）将头部封堵器（1）的内腔和尾部封堵器（2）的环状内腔相连通，所述尾部封堵器（2）上开设有带有阀门的注水头（206），所述注水头（206）与尾部封堵器（2）的环状空腔相连通；所述电导爆管（4）包括两端分别安装有环形电极（401）的绝缘耐压胶管（402），靠近头部封堵器（1）的绝缘耐压胶管（402）一端为封闭结构，靠近尾部封堵器（2）的绝缘耐压胶管（402）一端与注药管（202）相连通；所述钢筋架体（3）连接于第一连接头（101）与第二连接头（204）之间，且钢筋架体（3）围设于电导爆管（4）和送水管（205）外；所述压裂器的使用方法包括：S1、准备过程：关闭压裂器所有阀门，注水头（206）连接软管，总进料通道管（201）连接进料管；电导爆管（4）两端的环形电极（401）安装导线，再接入电缆，引出电缆，接到防爆电源上，通过开关控制电导爆管（4）的环形电极（401）；利用牵引装置，将压裂器送至钻孔指定作业位置；S2、注药过程：保持注药管（202）的阀门的开启，注CO2头（203）的关闭，进料管连接外部药瓶，外部药瓶通过加药泵将电导爆液注入电导爆管（4）中；注满后关闭注药管（202）的阀门；S3、密封过程：保持注水头（206）与送水管（205）的阀门的开启状态，注水头（206）外端连接供给站，供给站水箱经水泵加压，将水注入尾部封堵器（2）的环状内腔中，再通过送水管（205）注入头部封堵器（1）内，使两个封堵器膨胀，与钻孔壁接触；两个封堵器注满水，两个封堵器与钻孔壁紧密配合，关闭注水头（206）与送水管（205）的阀门；此时两个膨胀后的封堵器之间的钻孔相当于密闭空间，可将后续过程中注入的气液混合态CO2密封住；S4、注CO2过程：保持注药管（202）的阀门的关闭与注CO2头（203）的开启状态，进料管连接CO2气瓶；气瓶内的CO2通过加压泵，将压力升至8MPa，使CO2保持气液混合态；之后通过注CO2头（203），将气液混合态的CO2注入两个封堵器密封好的钻孔空间中；之后关闭注CO2头（203）；S5、电导爆-压裂过程：打开电爆开关，接通电导爆管（4）两端的环形电极（401），电导爆管（4）两端的环形电极（401）产生超高电压，击穿电导爆管（4）形成通路，释放大量的热能；管外气液混合态的CO2吸收电导爆产生的热能瞬间汽化，形成高速高压气体，作用在煤层上，使煤层上产生数条裂缝，达到压裂效果。

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百度查询： 中北大学 一种基于大功率电脉冲的煤层动态压裂方法及压裂器