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专利号: 2024101058770
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火装置,其特征在于:包括设置在水平井(5)内并与外界连通的封隔机构,所述封隔机构远离所述封隔机构的一端设置有点火机构;

所述点火机构包括设置在所述封隔机构上的固定壳,所述固定壳内设置有燃料组件和点火组件,所述燃料组件与所述水平井(5)连通;

所述封隔机构包括与所述水平井(5)内壁限位接触的封隔组件,所述封隔组件朝向所述固定壳的一端设置有换气组件,所述换气组件与地表(1)连通;

所述封隔组件包括可熔金属封隔板(1062),所述可熔金属封隔板(1062)的两端分别设置有第一金属封隔板(1061)和第二金属封隔板(1063),所述固定壳固定在所述第二金属封隔板(1063)上;

所述燃料组件包括设置在所述固定壳内的容器(1031),所述容器(1031)内装填有分开存储的助燃剂(1032)和易燃剂(1033);所述容器(1031)远离所述第二金属封隔板(1063)的一侧连通有气体传输阀门(107),所述气体传输阀门(107)伸出所述固定壳与所述水平井(5)内连通;

所述容器(1031)的侧壁内腔填充有超低温冷冻液;所述容器(1031)内腔设置有隔离膜,所述助燃剂(1032)和所述易燃剂(1033)分别位于所述隔离膜两侧;

所述易燃剂(1033)和所述助燃剂(1032)在所述容器(1031)内处于低温液化状态。

2.根据权利要求1所述的水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火装置,其特征在于:所述点火组件包括设置在所述固定壳外的甲烷浓度感应器(1011),所述甲烷浓度感应器(1011)与所述容器(1031)和所述气体传输阀门(107)信号连接。

3.根据权利要求2所述的水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火装置,其特征在于:所述点火组件包括设置在所述固定壳外的感应点火器(1021),所述感应点火器(1021)与设置在所述固定壳内的信号收集器(1022)信号连接。

4.根据权利要求1所述的水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火装置,其特征在于:所述换气组件包括设置在所述第二金属封隔板(1063)上的气体运输通道(12),所述气体运输通道(12)环绕设置在所述固定壳的外壁;所述气体运输通道(12)与固接在所述第一金属封隔板(1061)上的第一气体输送管道(7)和第二气体输送管道(8),所述第一气体输送管道(7)和所述第二气体输送管道(8)一端与所述气体运输通道(12)连通,所述第一气体输送管道(7)和所述第二气体输送管道(8)另一端延伸至地表(1)。

5.一种水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火方法,根据权利要求1‑4任意一项所述的水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火装置,其特征在于包括以下步骤:从地表(1)处施工,在目标储层(4)内形成水平井(5),并在水平井(5)预先打孔;

将封隔及点火装置(10)安装到水平内的指定位置,并通过混凝土进行初步固定;

通过换气组件对水平井(5)末端与封隔及点火装置(10)之间的空间换气;

通过燃料组件向水平井(5)末端与封隔及点火装置(10)之间的空间注入混合气体;

点火组件监测气体成分,并实现自动点火,形成燃爆压裂,形成复杂裂缝(9)网络,同时残余的混合气体通过换气组件排出;

在水平井(5)内最深处进行多次燃爆压裂后,由里及外在新的水平井(5)区域中重复进行多级燃爆压裂工作,形成裂隙网络。

6.根据权利要求5所述的水平井甲烷原位燃爆多级压裂封隔及点火方法,其特征在于:步骤燃爆压裂的步骤中,燃爆产生的高温使可熔金属封隔板(1062)产生熔融,加固第一金属封隔板(1061)和第二金属封隔板(1063),同时密封第一金属封隔板(1061)和第二金属封隔板(1063)与水平井(5)侧壁的缝隙。