An automatic storage high pressure liquid phase transition of CO2 pulse coal rock fracturing device, the device is composed of a liquid feeding system, automatic storage of high pressure liquid injection system, fracturing transformation system and data acquisition and control system, the liquid supply system includes a liquid CO2 source, liquid booster pump and a high-pressure liquid temperature control the automatic storage tank; high pressure liquid injection system comprises a high-pressure liquid injection cylinder, energy storage chamber and transformation chamber; the phase change system includes a phase change chamber and fracturing fracturing; the data acquisition and control system includes a pressure sensor, temperature sensor, cut-off valve, safety valve and computer control. The invention uses the automatic circulation fluid injection oil bath heating phase change energy storage fracturing process, and realize continuous pulse jet fracturing, suitable for coal, rock, concrete, soil and other solid materials, quick freeze fracturing.
【技术实现步骤摘要】
自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置
本专利技术涉及一种CO2相变脉冲致裂固体装置,具体是一种利用液体CO2相变产生高压气体对煤岩体致裂的装置。
技术介绍
液态CO2相变气爆致裂是一种通过加热使液体相变形成气体增压致裂固体材料的新兴技术,可对煤岩体、混凝土、土壤以及冻结体等固体材料实施烈度适中的致裂,近年来在国内得到了快速发展与推广,特别是广泛应用于多种工程领域,尤其是用于低渗透性油气储层的致裂増透。公开号为CN203083463U的专利技术专利,公开了一种“二氧化碳开采器”,其结构原理是通过增压泵向组装好的密封爆破管中注入压缩的液态CO2,通电激活管内化学药卷进行加热,液态CO2受热迅速气化膨胀使储液管内压力增加,压力达到200MPa左右时,爆破管的破裂片破裂并通过排气孔释放高压气体,使煤岩体产生裂隙。辽宁工程技术大学研制了超临界CO2气爆发生系统,主要包括:超临界压力釜和液态CO2瓶构成的储液系统;空气压缩机和CO2增压泵等构成的增压系统;计算机和传感器等部件构成的数字采集控制系统。该系统通过CO2增压泵将液态CO2加压后注入压力釜中,缠绕在压力釜周围的加热带加热,使液态CO2受热气化膨胀升压,达到设定压力后通过电磁阀开闭控制气体的喷射。该系统主要用于实验室致裂试验,致裂压力最高为15MPa左右。液态CO2相变气爆致裂产生的峰值压力远高于水力压裂及水力割缝的峰值压力,又远小于炸药爆破的峰值压力,在致裂过程中既不会对煤岩体造成过度粉碎又容易产生贯通的裂隙。液态CO2相变致裂过程中无火花,致裂时释放的CO2气体还具有阻燃、防爆的作用,特别适合在易燃 ...
【技术保护点】
一种自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置,包括供液系统、自动储能高压注液系统、相变致裂系统以及数据采集与控制系统;其特征在于:所述供液系统是设置有高压储液控温室(1),其一端设置有安全阀(14)并连通有液体增压泵(11)及其截止阀(9)和液态CO2源(8);另一端设置有真空泵(13)及其截止阀(10),并通过电磁截止阀(24)连通有高压注液缸(2)与CO2相变室(3),在高压储液控温罐(1)的外周设置有冷却箱(12),在高压储液控温罐(1)的内壁面设置有压力传感器(17)和温度传感器(20);所述自动储能高压注液系统是设置有一高压注液缸(2),其无杆腔一端连通过电磁截止阀(25)和(26)连通有CO2相变室(3)和储能室(4);有杆腔一端通过电磁截止阀(28)及安全阀(15)连通有储能室(4),并在储能室(4)的内壁面设置有压力传感器(18)和温度传感器(21);所述相变致裂系统是设置有一CO2相变室(3),其一端设置有安全阀(16)并通过电磁截止阀(25)和(26)连通有高压注液缸(2)与储能室(4);另一端通过电磁截止阀(29)连通有致裂室(5)/致裂孔(6),并在CO2相 ...
【技术特征摘要】
1.一种自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置,包括供液系统、自动储能高压注液系统、相变致裂系统以及数据采集与控制系统;其特征在于:所述供液系统是设置有高压储液控温室(1),其一端设置有安全阀(14)并连通有液体增压泵(11)及其截止阀(9)和液态CO2源(8);另一端设置有真空泵(13)及其截止阀(10),并通过电磁截止阀(24)连通有高压注液缸(2)与CO2相变室(3),在高压储液控温罐(1)的外周设置有冷却箱(12),在高压储液控温罐(1)的内壁面设置有压力传感器(17)和温度传感器(20);所述自动储能高压注液系统是设置有一高压注液缸(2),其无杆腔一端连通过电磁截止阀(25)和(26)连通有CO2相变室(3)和储能室(4);有杆腔一端通过电磁截止阀(28)及安全阀(15)连通有储能室(4),并在储能室(4)的内壁面设置有压力传感器(18)和温度传感器(21);所述相变致裂系统是设置有一CO2相变室(3),其一端设置有安全阀(16)并通过电磁截止阀(25)和(26)连通有高压注液缸(2)与储能室(4);另一端通过电磁截止阀(29)连通有致裂室(5)/致裂孔(6),并在CO2相变室(3)外周设置有油浴(31),在CO2相变室(3)的内壁面设置有压力传感器(19)和温度传感器(22);所述数据采集与控制系统是设置有一控制电脑(7),并连接有压力传感器(17、18、19)、温度传感器(20、21、22)、电磁截止阀(24、25、26、27、28、29)、截止阀(9、10)及安全阀(14、15、16),实现数据采集与电脑控制。2.如权利要求1所述的自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置,其特征在于:所述CO2相变室(3)的容积是2L~300L,高压注液缸(2)的容积与CO2相变室的容积相等,储能室(4)的容积为CO2相变室容积的1/3,高压储液控温罐(1)的容积为相变室容积的2倍。3.如权利要求1所述的自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置,其特征在于:所述真空泵(13)是X型单级旋片真空泵,抽气速率30L/s,极限压力10Pa,功率5kw。4.如权利要求1所述的自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置,其特征在于:所述液体增压泵(11)是专用的大流量气动液态CO2增压泵,最大输出压力22.5Mpa,流量12.4L/min。5.如权利要求1所述的自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂装置,其特征在于:所述截止阀(9、10)是高压直通式截止阀,最大耐压20MPa。6.如权利要求1所述的自动储能高压注...
【专利技术属性】
技术研发人员:康天合,张润旭,赵国飞,张晓雨,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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