[实用新型]煤层气层射孔多脉冲组合式压裂装置

说明书

煤层气层射孔多脉冲组合式压裂装置，包括撞击起爆器，撞击起爆器下接射孔枪管,射孔枪管内有框型弹药架，框型弹药架上装载射孔弹，射孔弹与低爆速液体炸药间通过胶囊隔离，安全引爆低爆速液体炸药；复合射孔器下接爆燃转换器，爆燃转换器下接I级推进装置，I级推进装置中央为中心铝管，中心铝管下接延时点火装置，延时点火装置下接Ⅱ级推进装置，当中心铝管外壁温度达到推进剂燃点，推进剂产生大量高温高压气体通过脉冲式加载方式作用煤层，使裂缝快速延伸；Ⅱ级推进装置下接连接杆，连接杆内部为导爆索，连接杆下部接射孔器，射孔器连接测压尾堵，反映压裂过程火药爆燃压力变化；具有一次处理多层煤层，能量利用率高，节约成本的优点。

技术领域

本实用新型涉及低渗煤层气开发技术领域，特别涉及煤层气层射孔多脉冲组合式压裂装置。

背景技术

我国低渗煤层地质特征的复杂性与煤层气主要以吸附态赋存是煤层气开发的主要难点。首先将煤层气从煤岩中解吸，然后通过煤岩的基质和微孔隙进行扩散，最后在割理和裂缝中渗流达到井底。其独特的开采方式为排水-降压-解吸-渗流，虽然水力压裂依然是煤层气开发储层改造的主体技术；但水力压裂存在的主要问题是需要大排量，低砂比施工，导致裂缝高度难以控制，形成的裂缝较短，不能沟通更多的煤层割理，支撑剂大部分沉到了夹层，压裂液对煤层造成的损害等；煤层气井一般井较浅，多数小于1000m，有层多、层薄、夹层较大、施工较复杂等特点，另外，与油气井地层特征相比煤地层一般破裂压力较低，地层塑性较强，水敏性较强，都给水力压裂措施的有效性带来难题。如何有效提高煤气层渗透性和基质孔隙的连通性，创造有利煤层气解吸的环境和条件，促进煤层气有效解吸出来的方法是研究问题的关键。多脉冲压裂是利用固体、液体火药在目的地层燃烧产生大量的高温、高压气体快速膨胀压裂地层，以脉冲加载作用使地层随机产生多裂缝体系，并沟通更多的天然裂缝，提高和改善地层渗透性，达到增产的目的。目前，煤层气多脉冲压裂技术得到进一步试验和应用，虽取得初步效果，但常规的高能气体压裂装置能量利用率不高，一次装同种燃速的药且装药量有限，若药量过多，易造成近井地带坍塌，压实作用，同时现有装置一次实施只能改造一层，无法实现一次下入多层改造，经济效益不高，已无法满足实现煤层气井的高产、稳产的目标。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供煤层气层射孔多脉冲组合式压裂装置，能够有效控制药量，通过多级脉冲压力对煤层实施多次连续的脉冲加载压裂作用，促使煤层裂缝的快速延伸与拓展，产生和形成较长的多裂缝网络体系，可一次下入多层改造，提高了技术的可操作性和实用性，经济效益高，实现煤层气井的高产、稳产的优点。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

煤层气层射孔多脉冲组合式压裂装置，包括撞击起爆器1，撞击起爆器1下部连接射孔枪管14,射孔枪管14内部设置有框型弹药架13，框型弹药架13上装载射孔弹；射孔枪管14的凹槽内嵌有胶囊包裹的低爆速液体炸药2,所述射孔枪管14、框型弹药架13、低爆速液体炸药2共同构成复合射孔器15；复合射孔器15下部连接爆燃转换器3，所述爆燃转换器3下接Ⅰ级推进装置；I级推进装置下部连接延时点火装置6；延时点火装置6下部接Ⅱ级推进装置，Ⅱ级推进装置下部连接有连接杆7，连接杆7为无缝钢管，连接杆7内部设置有导爆索10；连接杆7下部接射孔器8，所述射孔器8连接测压尾堵9。

所述I级推进装置包括I级中心铝管12A，I级中心铝管12A内部中心设置有Ⅰ级辅助点火药5A，I级中心铝管12A内表面覆有阻燃层，I级中心铝管12A外侧设置有I级推进剂4。

所述Ⅱ级推进装置包括Ⅱ级中心铝管12B，Ⅱ级中心铝管12B内部中心设置有Ⅱ级辅助点火药5B，Ⅱ级中心铝管12B内表面覆有阻燃层，Ⅱ级中心铝管12B外侧设置有Ⅱ级推进剂11。

所述Ⅰ级推进剂4为高燃速复合火药，压力为0～20MPa，燃速为u＝1.8912p^0.9840。