[发明专利]井下井筒高功率激光加热压裂增产处理和方法

摘要

一种用于压裂地层(40)的系统包括：激光地面单元(50)，其构造成产生激光束；电力电缆(65)，其电连接到电源(60)；流体管线(75)，其连接到冷却流体源(70)；保护轴(80)，其延伸到井筒(10)中；电动机(200)，其构造成旋转电动机轴(210)；以及热冲击工具(300)，其包括：保护壳(305)；旋转轴(310)，其连接到电动机轴；激光递送装置(330)，其从旋转轴延伸，构造成将激光束转换成聚焦激光束，聚焦激光束可操作地用于将地层的温度升高到压裂温度；以及冷却系统(320)，其在激光递送装置的相反侧从旋转轴延伸，构造成将冷却流体流引入到地层，使得冷却流体流降低地层的温度，以便发生热冲击并且在地层中形成裂缝。

主权项

1.一种用于从井筒压裂地层的系统，所述井筒从地面延伸到地层中，所述系统包括：激光地面单元，其位于所述地面上，并且构造成产生激光束；光缆，其光学连接到热冲击工具的激光递送装置，并且构造成将所述激光束传输到所述激光递送装置以产生聚焦激光束；电力电缆，其电连接到所述地面上的电源，并且造成将电能传输到电动机；流体管线，其连接到所述地面上的冷却流体源，并且构造成将冷却流体供应到所述热冲击工具的冷却系统以产生冷却流体流；保护轴，其延伸到所述井筒中，其中，所述光缆、所述电力电缆和所述流体管线容纳在所述保护轴内；电动机，其构造成使电动机轴旋转；以及所述热冲击工具，其物理连接到所述电动机，所述热冲击工具包括：保护壳，其构造成包围所述激光递送装置和所述冷却系统；旋转轴，其连接到所述电动机轴，使得当所述电动机轴旋转时，所述旋转轴旋转；所述激光递送装置，其从所述旋转轴延伸，并且构造成将所述激光束转换成聚焦激光束，其中，所述聚焦激光束可操作地用于将所述地层的温度升高到压裂温度；以及所述冷却系统，其在所述激光递送装置的相反侧从所述旋转轴延伸，所述冷却系统包括延伸穿过所述保护壳的一个或多个冷却喷嘴，使得所述一个或多个冷却喷嘴构造成将所述冷却流体流引入到所述地层，以便所述冷却流体流降低所述地层的温度，其中，当所述旋转轴旋转时，所述激光递送装置和所述冷却系统围绕所述井筒旋转，所述旋转轴的旋转构造成在增加所述地层的温度和降低所述地层的温度之间交替，使得发生热冲击并且在所述地层中形成裂缝。