一种CO2致裂装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种CO2致裂装置，属于液态气体致裂设备技术领域。CO2致裂装置，包括：储液罐上盖和储液罐，储液罐的开口与储液罐上盖的一端密封套接，储液罐内用于容置发热剂和液态CO2，储液罐内设置有导线，导线的一端与发热剂连接、另一端伸出储液罐用于与控制爆破设备连接，在储液罐上盖上开设有通孔，单向阀门组件的一端通过通孔与储液罐连通、另一端与中空连接杆密封连接，中空连接杆上还套设有自锁组件，单向阀门组件伸出于储液罐上盖的部分容置于自锁组件内。本申请能够能有效提高CO2气体致裂装置在安装和爆破过程中的安全性及工作效率。作效率。作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种CO2致裂装置


[0001]本技术涉及液态气体致裂设备
，具体而言，涉及一种CO2致裂装置。

技术介绍

[0002]CO2致裂设备利用液态CO2受热气化膨胀，然后快速释放高压CO2来达到破岩石或落煤的目的。现有技术中，CO2致裂设备有两种类型，第一种是传统泄能片型，主要由充装头、发热剂(或活化器)、储液罐、泄能片和泄能头组成，其中储液罐为壁厚20mm左右的钢管，在使用时，先在施工目的地向储液罐灌注液态CO2，然后通过导向杆将致裂设备送入钻孔，并利用砂砾填实，最后连接控制设备进行爆破，并且储液罐可重复使用。第二种是一次性耗材致裂设备，主要由充装口、发热剂和储液罐组成，在使用时，先在施工目的地向储液罐灌注液态CO2，通过导向杆将致裂设备送入钻孔，然后填塞砂砾并振捣密实，最后连接控制设备进行爆破。
[0003]上述两种类型的CO2致裂设备在使用过程中，都利用砂砾对放入钻孔的该设备进行填塞并振捣密实，但是，在液态CO2受热气化膨胀过程中，由于对放入钻孔的CO2致裂设备进行了简单的砂砾填塞，砂砾层与钻孔之间的摩擦力较小，当CO2致裂设备所受向上推力大于封堵材料与钻孔内壁之间的摩擦力时，易出现飞管安全事故。另外，上述两种类型的CO2致裂设备均采用先向储液罐内灌注液态CO2，再向钻孔放置CO2致裂设备，灌注液态CO2后的CO2致裂设备在储运及安装过程中，易出现储液罐爆裂的安全事故。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种CO2致裂装置，用以解决现有技术中，CO2致裂装置在安装和爆破过程中，易出现安全事故的技术问题。
[0005]本技术的实施例是这样实现的：
[0006]本技术实施例提供一种CO2致裂装置，包括：储液罐上盖和储液罐，储液罐的开口与储液罐上盖的一端密封套接，储液罐内用于容置发热剂和液态CO2，储液罐内设置有导线，导线的一端与发热剂连接、另一端伸出储液罐用于与控制爆破设备连接，在储液罐上盖上开设有通孔，单向阀门组件的一端通过通孔与储液罐连通、另一端与中空连接杆密封连接，中空连接杆上还套设有自锁组件，单向阀门组件伸出于储液罐上盖的部分容置于自锁组件内。
[0007]可选地，储液罐为柔性罐体。
[0008]可选地，还包括依次设置在储液罐上盖和自锁组件之间的橡胶垫和压板，单向阀门组件的另一端穿过橡胶垫和压板与中空连接杆密封连接，储液罐内的气压升高以推动储液罐上盖挤压橡胶垫横向扩张。
[0009]可选地，自锁组件包括相互配合的限位块和椎体栓塞，限位块内开设有与椎体栓塞外壁对应的锥形孔，且锥形孔的大端朝向储液罐上盖，限位块包括多个扇形限位块，多个扇形限位块沿椎体栓塞的周向设置，通过椎体栓塞在锥形孔内运动，以推动多个扇形限位
块沿背离锥形孔的方向运动。
[0010]可选地，限位块的外壁周向设置有多个锯齿圆环。
[0011]可选地，储液罐上盖包括同轴设置的储液罐上盖外环、储液罐上盖内环、储液罐上盖内环堵头、楔形截面圆环和压环，储液罐上盖内环堵头朝向钻孔底部的一侧与发热剂固定连接，储液罐上盖内环开设有阶梯通孔，阶梯通孔的大端固定套设在储液罐上盖内环堵头上、小端与单向阀门组件的出口连通，储液罐上盖内环堵头的边缘开设有注液孔，注液孔与储液罐连通，储液罐上盖外环套设在储液罐上盖内环外壁上，且储液罐上盖外环的外壁呈楔形，楔形截面圆环和压环分别套设在储液罐上盖外环上，柔性罐体的开口端位于储液罐上盖外环外壁和楔形截面圆环的内壁之间。
[0012]可选地，单向阀门组件包括依次设置的充液嘴、球体和弹簧，充液嘴的一端穿过橡胶垫和压板与中空连接杆密封连接、另一端与阶梯通孔的小端连通，弹簧固定设置在储液罐上盖内环堵头背离发热剂的一侧，球体位于充液嘴和弹簧之间，且与阶梯通孔的小端抵接，以密封阶梯通孔的小端。
[0013]可选地，单向阀门组件为单向阀，单向阀朝向阶梯通孔的大端导通。
[0014]可选地，中空连接杆朝向储液罐上盖的一端相对设置有两个限位槽，限位槽包括相互垂直且连通的横向槽和纵向槽，纵向槽与中空连接杆的延伸方向平行，充液嘴背离储液罐上盖的一端相对设置有两个限位柱，两个限位柱分别通过纵向槽插设于横向槽内，以使中空连接杆与充液嘴可拆卸连接。
[0015]可选地，还包括传力柱、钢板和螺母，钢板用于盖设在钻孔的开口上，传力柱位于钢板和限位块之间，中空连接杆远离充液嘴的一端外壁设置有外螺纹，中空连接杆通过钢板和传力柱伸入自锁组件，伸出钻孔的中空连接杆与螺母螺纹连接。
[0016]本技术实施例的有益效果包括：
[0017]本技术实施例提供的一种CO2致裂装置，该装置包括：储液罐上盖和储液罐，储液罐的开口与储液罐上盖的一端密封套接，储液罐内用于容置发热剂和液态CO2，储液罐内设置有导线，导线的一端与发热剂连接、另一端伸出储液罐用于与控制爆破设备连接，在储液罐上盖上开设有通孔，单向阀门组件的一端通过通孔与储液罐连通、另一端与中空连接杆密封连接，中空连接杆上还套设有自锁组件，单向阀门组件伸出于储液罐上盖的部分容置于自锁组件内。本实施例中的气体致裂装置先安装在钻孔内，然后通过中空连接杆向储液罐内通入液体CO2，在中空连接杆和储液罐之间设置有单向阀门组件，单向阀门组件使得从中空连接杆通入的液态CO2能够进入至储液罐内，而储液罐内的CO2无法逆向进入中空连接杆内，从而能够有效减低CO2致裂装置在运输和安装过程中的危险性，另外，通过在中空连接杆上套设有自锁组件，自锁组件能够对容置于钻孔内的储液罐进行封堵，以代替现有技术中通过砂砾填塞并振捣密实以封堵储液罐，由于砂砾层与钻孔内壁之间的摩擦力较小，在储液罐内的液态CO2受热气化膨胀过程中，易出现飞管安全事故，而本实施例中，采用自锁组件对储液罐进行封堵，自锁组件能与钻孔内壁相互封锁，不会出现相对移动，能够有效降低液体CO2吸热膨胀过程中发生飞管安全事故的可能性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用
的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本技术实施例提供的CO2致裂装置的结构示意图；
[0020]图2为本技术图1中A
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A剖视图；
[0021]图3为本技术图1中B处的放大示意图；
[0022]图4为本技术实施例提供的CO2致裂装置中中空连接杆的结构示意图。
[0023]图标：100
‑
CO2致裂装置；111
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阶梯通孔；112
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储液罐上盖；1121
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储液罐上盖内环；1122
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储液罐上盖外环；113
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储液罐上盖内环堵头；114
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2致裂装置，其特征在于，包括：储液罐上盖和储液罐，所述储液罐的开口与所述储液罐上盖的一端密封套接，所述储液罐内用于容置发热剂和液态CO2，所述储液罐内设置有导线，且所述导线的一端与所述发热剂连接、另一端伸出所述储液罐用于与控制爆破设备连接，在所述储液罐上盖上开设有通孔，单向阀门组件的一端通过所述通孔与所述储液罐连接、另一端与中空连接杆密封连接，所述中空连接杆上还套设有自锁组件，所述单向阀门组件伸出于所述储液罐上盖的部分容置于所述自锁组件内。2.如权利要求1所述的CO2致裂装置，其特征在于，所述储液罐为柔性罐体。3.如权利要求2所述的CO2致裂装置，其特征在于，还包括依次设置在所述储液罐上盖和所述自锁组件之间的橡胶垫和压板，所述单向阀门组件的另一端穿过所述橡胶垫和所述压板并与所述中空连接杆密封连接，所述储液罐内的气压升高以推动储液罐上盖挤压所述橡胶垫横向扩张。4.如权利要求3所述的CO2致裂装置，其特征在于，所述自锁组件包括相互配合的限位块和椎体栓塞，所述限位块内开设有与所述椎体栓塞外壁对应的锥形孔，且所述锥形孔的大端朝向所述储液罐上盖，所述限位块包括多个扇形限位块，多个所述扇形限位块沿所述椎体栓塞的周向设置，通过所述椎体栓塞在所述锥形孔内运动，以推动多个所述扇形限位块沿背离所述锥形孔中心的方向运动。5.如权利要求4所述的CO2致裂装置，其特征在于，所述限位块的外壁周向设置有多个锯齿圆环。6.如权利要求5所述的CO2致裂装置，其特征在于，所述储液罐上盖包括同轴设置的储液罐上盖外环、储液罐上盖内环、储液罐上盖内环堵头、楔形截面圆环和压环，所述储液罐上盖内环堵头朝向所述储液罐的一侧与所述发热剂固定连接，所述储液罐内环开设有阶梯通孔，所述阶梯通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周青春，李海波，朱红林，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：