[发明专利]一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置

权利要求书

1.一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，所述装置设置在页岩气井裸眼中，所述装置包括起爆装置和气体输送装置，起爆装置用于将其周围的页岩崩裂，气体输送装置将由被崩裂的页岩中渗出的页岩气输送到地面，所述起爆装置包括起爆电路和起爆器，所述气体输送装置包括右凸缘、隔离装置、油气管、孔状进气管；所述孔状进气管设置在所述隔离装置与所述右凸缘之间，孔状进气管的一端设置在所述右凸缘的通孔中，另一端设置在隔离装置上的通孔中；孔状进气管为带有若干进气孔的管，油气管的一端设置在隔离装置的通孔中，另一端与地面集气装置相连；其特征在于,所述起爆装置还包括双组合聚能装置，所述双组合聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚向右射出的左聚能罩、将炸药爆炸能量汇聚向左射出的右聚能罩、设置在左聚能罩左侧的左凸缘、设置在左聚能罩和右聚能罩之间的右中凸缘和套管；

所述左聚能罩包括左凹形外表面和左凹形内表面，所述左凹形外表面和所述左凹形内表面均为开口向外的旋转抛物面，所述左凹形内表面的旋转抛物面形成空腔；所述左聚能罩与左凸缘和右中凸缘组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药；所述左聚能罩的最大外径为D_a，所述左聚能罩的长度为L_a；

所述右聚能罩包括右凹形外表面和右凹形内表面，所述右凹形外表面和所述右凹形内表面均为开口向外的旋转抛物面，所述右凹形内表面的旋转抛物面形成空腔；所述右聚能罩与右凸缘和右中凸缘组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药；所述右聚能罩的最大外径为D_b，所述右聚能罩的长度为L_b；

所述右中凸缘设置有套管孔，所述套管外部为圆柱形且其内部为圆柱孔，所述套管依次穿过所述左凹形内表面的空腔、右中凸缘的套管孔、右凹形内表面的空腔和右凸缘的通孔，所述套管一端固定在左凸缘的右端面，所述套管另一端固定在右凸缘的右端面。

2.根据权利要求1所述的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，

所述左凹形外表面的旋转轴为X_a轴，所述左凹形外表面的母线为母线A，所述母线A绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形外表面，所述母线A是由以下方程组构成的抛物线：

所述左凹形内表面的旋转轴为X_a轴，所述左凹形内表面的母线为母线B，所述母线B绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形内表面，所述母线B是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形外表面的旋转轴为X_b轴，所述右凹形外表面的母线为母线C，所述母线C绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形外表面，所述母线C是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形内表面的旋转轴为X_b轴，所述右凹形内表面的母线为母线D，所述母线D绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形内表面，所述母线D是由以下方程组构成的抛物线：

上面各式中：

O_a-X_aY_aZ_a坐标系的坐标原点在所述左聚能罩的轴线上且在左聚能罩的长度的中点，X_a轴、Y_a轴和Z_a轴构成右手直角坐标系，X_a轴与所述左聚能罩的轴线重合，X_a轴正方向从左聚能罩的左侧指向左聚能罩的右侧；x_a、y_a和z_a分别为X_a轴、Y_a轴和Z_a轴的坐标变量；

O_a1-X_a1Y_a1Z_a1坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₁,c₁,0)，X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴构成右手直角坐标系，Z_a1轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a1、y_a1和z_a1分别为X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴的坐标变量；

O_a2-X_a2Y_a2Z_a2坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₂,c₂,0)，X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴构成右手直角坐标系，Z_a2轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a2、y_a2和z_a2分别为X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴的坐标变量；

O_b-X_bY_bZ_b坐标系的坐标原点在所述右聚能罩的轴线上且在右聚能罩的长度的中点，X_b轴、Y_b轴和Z_b轴构成右手直角坐标系，X_b轴与所述右聚能罩的轴线重合，X_b轴正方向从右聚能罩的左侧指向右聚能罩的右侧；x_b、y_b和z_b分别为X_b轴、Y_b轴和Z_b轴的坐标变量；

O_b1-X_b1Y_b1Z_b1坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₁,c₁,0)，X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴构成右手直角坐标系，Z_b1轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b1、y_b1和z_b1分别为X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴的坐标变量；

O_b2-X_b2Y_b2Z_b2坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₂,c₂,0)，X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴构成右手直角坐标系，Z_b2轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b2、y_b2和z_b2分别为X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴的坐标变量；

X_a轴和X_b轴共线；

D_a和D_b相等且均为D，L_a和L_b相等且均为L，θ_a＝-θ，θ_b＝θ；

D为100mm～800mm，L为200mm～1000mm，θ为0°～60°；

H为左聚能罩和右聚能罩的最小壁厚，H为1mm～10mm；

a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂为参数，c₁为D的0.2～0.90倍，c₂为D的0.15～0.85倍且c₁>c₂；

求解以下方程组得到a₁、b₁的值且a₁>0：

求解以下方程组得到a₂、b₂的值且a₂>0：