[发明专利]基于电脉冲激发超临界CO2在审

专利信息
申请号: 202010597084.7 申请日: 2020-06-28
公开(公告)号: CN111608631A 公开(公告)日: 2020-09-01
发明(设计)人: 王海东;陈学习;程志恒;杨涛;秦洪岩;李雪冰;张凤岩 申请(专利权)人: 华北科技学院
主分类号: E21B43/26 分类号: E21B43/26;E21C37/14;E21F7/00
代理公司: 沈阳利泰专利商标代理有限公司 21209 代理人: 王东煜
地址: 065201 河北省廊*** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 基于 电脉冲 激发 临界 co base sub
【权利要求书】:

1.一种基于电脉冲激发超临界CO2压裂煤储层的装置,包括煤矿井下超临界CO2发生装置和高压电脉冲发生装置,其特征是所述的煤矿井下超临界CO2发生装置,包括空压机(1)、液态二氧化碳槽车(2)、液态二氧化碳加注装置(3)、第一电磁阀(4)和第二电磁阀(5),所述的液态二氧化碳槽车(2)的出液口上装设有第一电磁阀(4),第一电磁阀(4)的出口通过管路与液态二氧化碳加注装置(3)的进液口连接;所述的空压机(1)的出气管上装设有第二电磁阀(5),第二电磁阀(5)的出气口通过管路与液态二氧化碳加注装置(3)的进气口连接;第一电磁阀(4)与电控箱(17)的对应接口连接;

所述的高压电脉冲发生装置,包括高压电脉冲仪(6)、压力表(7)、电极(8)、加注头(9)、超临界二氧化碳生成筒体(10)、水力封隔器(11)和高压水泵(12),所述的压力表(7)装设在超临界二氧化碳生成筒体(10)外壁上;所述的超临界二氧化碳生成筒体(10)后端有内螺纹,加注头(9)以螺纹连接在超临界二氧化碳生成筒体(10)的后端,超临界二氧化碳生成筒体(10)前端穿过水力封隔器(11)的中心孔,且与水力封隔器(11)固定连接;所述的电极(8)装设在超临界二氧化碳生成筒体(10)内,其后端与加注头(9)固定连接;所述的水力封隔器(11)的外径与煤层工作面上的钻孔(13)的內径相同;所述的高压水泵(12)的出水口通过管路与水力封隔器(11)上的进水口连接,封孔器压力表(14)装设在高压水泵(12)出水口的管路上,在高压水泵(12)上装设有高压水泵开关(15);所述的高压电脉冲仪(6)通过脉冲仪电控箱(16)控制,高压电脉冲仪(6)通过导线穿过加注头(9)与电极(8)连接;所述的加注头(9)的加注口通过管路与液态二氧化碳加注装置(3)的出液口连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电脉冲激发超临界CO2压裂煤储层的装置,其特征在于测定方法实施依次包括以下步骤:

步骤一:在煤矿采掘工作面通过钻机施工一长度为50m-100m 的钻孔(13),钻孔(13)的直径为Ø113;将超临界二氧化碳生成筒体(10)和水力封隔器(11)插设在钻孔(13)内,水力封隔器(11)的外径与煤层工作面上的钻孔(13)的內径相同;

步骤二:打开高压水泵开关(15)通过高压水泵(12)给水力封隔器(11)内注入高压水,当封孔器压力表(14)显示压力为20MPa后停止注水,完成对钻孔(13)的封孔;封孔后通过空压机(1)及液态二氧化碳加注装置(3)将液态二氧化碳槽车(2)内的液态二氧化碳经加注头(9)注入钻孔(13)内,常温下注入压力为8-10MPa,直到钻孔(13)注满且压力表(7)显示数值为8-10MPa时,加注停止;

步骤三:输入380V~50HZ交流电给高压电脉冲仪(6)蓄能后,通过脉冲仪电控箱(16)控制电极(8)放电,电极(8)电压可达10KV~50KV,功率10KW~30KW,单次脉冲能量25KJ~100KJ;电容值200μF~1000Μf;通过电极(8)的脉冲放电加热钻孔(13)内液态二氧化碳,液态二氧化碳瞬间受热后生成超临界二氧化碳介质,该介质压力可达70~150MPa以上,高压超临界二氧化碳作用在钻孔(13)壁上产生裂缝;

步骤四:高压电脉冲仪(6)重新蓄能,重复步骤三,直至钻孔(13)内液态二氧化碳压力降至7MPa以下,停止压裂。

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