[发明专利]一种圆弧柱面聚能压裂增加页岩气采收率的装置

权利要求书

1.一种圆弧柱面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聚能装置，所述聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚垂直向外射出的中聚能罩、设置在中聚能罩左侧的左凸缘和套管；

所述中聚能罩包括中凹形外表面和中凹形内表面，所述中凹形外表面由n个形状尺寸相同且沿圆周均匀分布的、开口向外的圆弧柱面组成，n为3、4、5、6、7或8；所述中凹形内表面由m个形状尺寸相同且沿圆周均匀分布的、开口向外的圆弧柱面组成，m为3、4、5、6、7或8且m＝n；所述中凹形内表面的圆弧柱面形成空腔；所述中聚能罩与左中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；所述中聚能罩的最大外径为D_c，所述中聚能罩的长度为L_c；

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中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所述的一种圆弧柱面聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，

所述中凹形外表面的n个圆弧柱面中的一个圆弧柱面为圆弧柱面E，所述圆弧柱面E的直母线平行于X_c轴，所述圆弧柱面E的准线为准线E，所述圆弧柱面E的直母线沿着所述准线E平行移动形成所述圆弧柱面E，所述准线E是一段圆弧，圆弧圆心在中聚能罩的装药长度L_c的中间位置且与所述X_c轴的距离为L_c1，圆弧半径为R_c1；

所述中凹形内表面的m个圆弧柱面中的一个圆弧柱面为圆弧柱面F，所述圆弧柱面F的直母线平行于X_c轴，所述圆弧柱面F的准线为准线F，所述圆弧柱面F的直母线沿着所述准线F平行移动形成所述圆弧柱面F，所述准线F是一段圆弧，圆弧圆心在中聚能罩的装药长度L_c的中间位置且与所述X_c轴的距离为L_c2，圆弧半径为R_c2；

上面各式中：

O_c-X_cY_cZ_c坐标系的坐标原点在所述中聚能罩的轴线上且在中聚能罩的长度的中点，X_c轴、Y_c轴和Z_c轴构成右手直角坐标系，X_c轴与所述中聚能罩的轴线重合，X_c轴正方向从中聚能罩的左侧指向中聚能罩的右侧；x_c、y_c和z_c分别为X_c轴、Y_c轴和Z_c轴的坐标变量；

D_c为100mm～800mm，L_c为200mm～1000mm；

R_c1、R_c2、L_c1和L_c2分别按以下公式计算：

H_c1和H_c2均为拱高，H_c1为装药直径D_c的0.1～0.4倍，H_c2为装药直径D_c的0.11～0.41倍且H_c2>H_c1。