[实用新型]二氧化碳致裂器

说明书

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳相变膨胀破岩技术领域，尤其涉及一种二氧化碳致裂器。

背景技术

液态二氧化碳在外部激发能量作用下会由液态转为气态，发生液―气相变，体积发生膨胀，通过控制激发能量的大小及液―气相变的时机，可使二氧化碳气体介质瞬间膨胀，产生机械能对外做功，该机械能作用于岩体，可实现二氧化碳相变膨胀破岩。

二氧化碳致裂器主要由主体管、充装阀、泄能阀、定压剪切片、发热装置、激发器等组成。其中主体管用于盛装液态二氧化碳并提供形成高压状态的腔体。由于这个腔体有空气存在，在对主体管充装液态二氧化碳时应对主体管腔体进行抽真空处理，否则腔体内的空气会对充装形成阻力，不仅影响充装速度，而且会严重影响充装质量。

现有技术对二氧化碳致裂器主体管腔体进行抽空排气的方法是在充装阀上制作一个排气孔，在充装前先打开排气孔，进行2―3次试充排气洗管，然后拧上充装阀上排气孔压帽进行正式充装。这种方法虽然对排除主体管腔体内空气有一定帮助，但仍不能达到排净腔体内全部空气的目的，以至不仅充装量达不到设计要求，影响膨胀破岩效果，而且每次充装前须进行2―3次试充排气，既影响了充装速度，又增加了劳动强度。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种二氧化碳致裂器，主要目的是通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，再结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管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，不仅使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成，而且可以充分地排除主体管腔体内的全部空气，达到快速充装，增加充装量的目的。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种二氧化碳致裂器，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。

如前所述的，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。

如前所述的，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。

如前所述的，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。

如前所述的，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°。

如前所述的，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。

如前所述的，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。

如前所述的，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。

如前所述的，所述充装阀和所述泄能阀均与所述主管旋合连接。

借由上述技术方案，本实用新型二氧化碳致裂器至少具有以下优点：

本实用新型的二氧化碳致裂器通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，再结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管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，从而使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成，免去了试充排气工序，不仅大大节省了劳动时间，还节约了原料成本，使每支主管可节约试充所需的液态二氧化碳原料15％左右，并且由于主管腔体内的空气得以充分排净，增加了主管腔体储液空间，不仅相对增加了主体管的释放压力，还增强了膨胀效果，由于毎支主管在现有基础上可多充液态二氧化碳15％以上，膨胀破岩的效果提高三成左右。