[发明专利]高能气体压裂多用途发生器装置

说明书

本发明属于石油气井增产和注入井(注水和注蒸汽等)增注以及煤层气和地热开采技术，即在高能气体压裂工艺中可重复使用的气体发生器。

现有技术中主要使用的装置有三种，1、中国专利87215505名称为“压裂弹”中公布了一种用于油气井高能气体压裂发生器，其主要优点是外壳采用PVC(聚氯乙稀)硬质塑料管，成本低，适用于500m井深以内的裸眼井，2、中国专利89213979.X名称为“油层爆燃压裂器”中公布的是一种材料为3640层压布管的发生器，适用于3000m井深之内的油气井和注水井。上述两项专利均难以承受3000m井内静液柱压力，增加外壳壁厚虽可以提高强度，但引燃后自身消耗燃气能量亦增加，同时外壳不能燃尽，成大片落入井底或架于井眼中，堵塞射孔孔眼，既影响后继作业，又污染油气层，严重时还可损伤套管，且为一次性使用，很不经济。3、中国专利号为912279605名称为“高能气体压裂用气体发生器”中还公布了一种可重复使用的活塞式轴向限压、平衡喷射、泄气管径向泄气式，加重防冲型金属装置，大型药柱金属盒装点火具气体发生器，虽然具有上述两项专利不具备的优点，实践证明也行之有效，但是它仅为多级一次性同步引燃方式，这就限制了装药总量，即限制了施工规模，因为在多级药柱同时引燃下，大的装药总量对应着高的峰值压力，会造成套管和水泥环的损伤。而降低装药量虽然可避免上述情况，但这又会大大制约高能气体压裂的规模，影响压裂效果。

本发明的目的在于提供一种既采用大药量又不损伤套管和水泥环，还可延长压裂过程时间且提高压裂效果的高能气体压裂多用途发生器装置。

本发明装置是这样实现的：打捞头1与下部的单向泄气管2相连，再通过接头体6，连接第一级药柱9上的保护管7，活塞5置于接头体6中并以销钉4与接头体6固接，且上活塞5上有密封插塞3，药柱9中有点火具8，由电缆供电经密封插塞3供电点燃药柱9，下活塞11上有销钉10且与双向泄气管12连接，撞击引燃活塞13置于双向泄气管12与第二级药柱14之间，的最下部为阻尼盘15和引鞋16。

在撞击引燃活塞13中，撞击杆17置于接头体18中，抗剪销19放在接头体18的横孔中，敏感药20装于底火药21的上部，传火药22放于底火药21的下部，喷火药23置于传火药22的下部。

本发明的优点在于：可用于多节逐级延时引燃，即活塞自击式多节逐级延时燃烧，可用于多节一次性同步引燃的高能气体压裂，还可用于无密封热引燃式的高能气体压裂，其特点是既能加大装药量扩大施工规模，又可避免峰值压力过高，这样，其适中的峰值压力和升压时间，即可保证理想地压开地层，又可使套管和水泥环不受损伤，它的大装药量和延时性，可使压裂作用时间延长和扩大裂缝长度，可提高压裂效果，另外，本发明还适用外壳不密封的电阻丝热引燃式压裂工艺，即取掉所有活塞使之形成保护管和泄气管间隔联装的多节内腔连通的无密封外壳，以便装入热引燃药柱，仍用电缆地面通电引燃而进行高能气体压裂。

下面结合附图对本发明作详细说明：

图1为高能气体压裂多用途发生器示意图，

图2为撞击引燃活塞示意图，

打捞头1与下部的单向泄气管2相连，再通过接头体6，连接第一级药柱9上的保护管7，活塞5置于接头体6中并以销钉4与接头体6固接，且上活塞5上有密封插塞3，药柱9中有点火具8，由电缆供电经密封插塞3供电点燃药柱9，当保护管7内的燃气压力达到一定值时，剪断抗剪切销钉4，这时，上活塞5和下活塞11分别向上、向下喷出，且上、下活塞(5)、(11)径向用＂O＂密封圈两道密封，下活塞11上有销钉10且与双向泄气管12连接，撞击引燃活塞13置于双向泄气管12与第二级药柱14之间，下活塞11经过双向泄气管12撞击第二级药柱14上端的撞击引燃活塞13，再把第三级药柱引燃，以次类推，直到整个延时药柱燃完为止，本装置的最下部为阻尼盘15和引鞋16。药柱9的下活塞11在高速气流作用下，急速下冲撞到撞击杆17上，剪断置于接头体18中的抗剪销19，敏感药20装于底火药21的上部，撞针先引燃敏感药20和底火药21，再经置于底火药21下部的传火药22引燃其下部的喷火药23，而喷火药23又将该下节药柱引燃，以次类推，直到完成整个延时过程。