[发明专利]二氧化碳致裂器及使用二氧化碳致裂器破岩的方法

权利要求书

1.一种二氧化碳致裂器，其特征在于，包括：

充装阀；

主管，与所述充装阀连接，所述主管包括用于盛装液态二氧化碳的腔体，第一排气装置和第二排气装置，所述第一排气装置设置在所述主管的上部并与所述腔体连通，所述第二排气装置设置在所述主管的下部并与所述腔体连通；

泄能阀，与所述主管连接并通过定压剪切片与所述腔体连接；

其中，所述腔体内设置有加热装置，所述加热装置对所述腔体内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述定压剪切片破裂。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，

所述第一排气装置设置在所述充装阀与所述腔体之间；

所述第二排气装置设置在所述腔体与所述泄能阀之间。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，

所述第一排气装置包括第一排气孔和用于密封第一排气孔的第一密封件，所述第一排气孔与所述腔体连通；

所述第二排气装置包括第二排气孔和用于密封第二排气孔的第二密封件，所述第二排气孔与所述腔体连通。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述第一排气孔的孔径为2mm～10mm；所述第二排气孔的孔径为2mm～10mm。

5.根据权利要求3所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述第一排气孔的锥度为5°～25°；所述第二排气孔的锥度为5°～25°。

6.根据权利要求1或2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述第一排气装置和所述第二排气装置之间的距离为500mm～1500mm。

7.根据权利要求2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，

所述主管内设置有与所述腔体连通的充装通道；

所述充装阀通过充装通道与所述腔体连接；

所述第一排气装置通过充装通道与所述腔体连通。

8.根据权利要求2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，

所述主管内设置有与所述腔体连通的泄能通道；

所述泄能阀通过定压剪切片和泄能通道与所述腔体连接；

所述第二排气装置通过泄能通道与所述腔体连通。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，

所述充装阀和所述泄能阀均与所述主管旋合连接。

10.一种使用二氧化碳致裂器破岩的方法，其特征在于，

所述二氧化碳致裂器包括：充装阀；主管，与所述充装阀连接，所述主管包括用于盛装液态二氧化碳的腔体，第一排气装置和第二排气装置，所述第一排气装置和所述第二排气装置分别设置在所述腔体的两侧并与所述腔体连通；泄能阀，与所述主管连接并通过定压剪切片与所述腔体连接；

使用二氧化碳致裂器破岩的方法包括以下步骤：

第一步：在充装液态二氧化碳前，先打开所述第一排气装置和所述第二排气装置；

第二步：通过所述充装阀向所述腔体内充装液态二氧化碳，所述腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出；

第三步，当腔体内空气充分排净时，关闭第一排气装置和第二排气装置，液态二氧化碳充装完毕；

第四步，检查第一排气装置和第二排气装置有无泄漏，让盛装有液态二氧化碳的主管处于密闭状态，完成膨胀破准备工作；

第五步：打开所述加热装置，所述加热装置对所述腔体内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述定压剪切片破裂，并通过所述泄能阀作用于岩体，实现二氧化碳致裂器的破岩。