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专利号: 202210421537X
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种水力压裂装置,包括,

封隔器(110),包括至少两个膨胀胶囊(111),所述膨胀胶囊(111)安装在钻孔(200)内,相邻的膨胀胶囊(111)之间通过高压管(120)相串联连通,其中至少一个膨胀胶囊(111)通过高压管(120)与第一高压水源相连通,其特征在于,还包括:空心钢管(130),沿着所述钻孔(200)延伸方向依次穿设所述膨胀胶囊(111),且两端均穿出所述膨胀胶囊(111)形成第一伸出端(131)和第二伸出端(132),相邻两个膨胀胶囊(111)之间的空心钢管(130)配置有与钻孔(200)相连通的水孔(133),所述第一伸出端(131)与第二高压水源相连通,所述第二伸出端(132)与单向阀(140)相联接,使得当空心钢管(130)的内部水压力小于封隔器(110)以外的钻孔(200)内的水压力时,所述单向阀(140)导通。

2.根据权利要求1所述的水力压裂装置,其特征在于,

所述单向阀(140)包括:

阀体(141),内部具有导腔(142),且导腔(142)的两端具有敞开的第一端口(142A)和第二端口(142B);

阀球(143),适配在所述第二端口(142B);

弹性件(144),其一端与所述导腔(142)相联接,其另一端与所述阀球(143)相联接,使得所述阀球(143)具有由第一端口(142A)朝向第二端口(142B)运动的趋向力以封堵第二端口(142B)。

3.根据权利要求2所述的水力压裂装置,其特征在于,

所述导腔(142)包括沿着第一方向依次连通的第一腔室(1421)和第二腔室(1422),且第一腔室(1421)和第二腔室(1422)的连接处形成有凸起(145),使得所述第二腔室(1422)与所述第一腔室(1421)连接通的部分的外径小于所述阀球(143)的外径。

4.根据权利要求1所述的水力压裂装置,其特征在于,

相邻两个膨胀胶囊(111)之间的高压管(120)为软管。

5.根据权利要求1所述的水力压裂装置,其特征在于,

所述第一高压水源的压力值为10Mpa~15Mpa,所述第二高压水源的压力值为15Mpa~

70Mpa。

6.根据权利要求5所述的水力压裂装置,其特征在于,

所述水孔(133)包括多个,且多个所述水孔(133)沿着空心钢管(130)的延伸方向间隔布置。

7.根据权利要求1所述的水力压裂装置,其特征在于,

所述第一高压水源的压力值为10Mpa~15Mpa,所述第二高压水源的压力值为15Mpa~

70Mpa。

8.一种如权利要求1所述的水力压裂装置的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:S10:在岩层中开设钻孔(200);

S20:将预先装配的水力压裂装置(100)安装在所述钻孔(200)的指定位置,并通过高压管(120)向膨胀胶囊(111)内注入第一高压水源,膨胀胶囊(111)发生膨胀,相邻的两个膨胀胶囊(111)之间形成密闭空间(210);

S30:第二高压水源向所述空心钢管(130)注水,高压水由水孔(133)向密闭空间(210)排出并压裂岩层,在此过程中,空心钢管(130)内部的水压大于外部钻孔(200)内的压力,单向阀(140)关闭;

S40:待压裂结束后,第二高压水源停止向空心钢管(130)注水,打开安装在空心钢管(130)末端主管路的泄压阀,空心钢管(130)内的水压力逐渐降低,当空心钢管(130)中的水压力降至零时,单向阀(140)被打开,钻孔(200)中由岩层内反流的高压水经单向阀(140)向外流出直至空心钢管(130)和钻孔(200)内的水压力均降低至0Mpa;

S50:打开封隔器(110)的泄压阀,封隔器(110)卸压收缩,将水力压裂装置(100)移动至钻孔(200)的下一段并重复S20至S40步骤直至压裂完成。

9.根据权利要求8所述的水力压裂的施工方法,其特征在于,相邻两个膨胀胶囊(111)之间的高压管(120)为软管。

10.根据权利要求8所述的水力压裂的施工方法,其特征在于,所述第一高压水源的压力值为10Mpa~15Mpa,所述第二高压水源的压力值为15Mpa~

70Mpa。