一种新的可变形二氧化碳压裂管

本发明属于油气开采设备，具体涉及一种新的可变形二氧化碳压裂管。

背景技术：

1、二氧化碳致裂设备是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，然后快速释放高压气体来达到破断岩石或落煤的目的。由于其具有膨胀能力可控，威力大，不产生冲击波等诸多优点被广泛应用于城改、城建以及矿产开采等领域。

2、相关技术中，致裂管上设有充气口，利用外部气源与充气口连通，实现致裂管内二氧化碳气体的充装和使用，在使用致裂管时，首先需要将外管固定在需要爆破的位置，然后将液态二氧化碳注入外管中。接下来，通过特定的起爆装置引发二氧化碳的瞬间蒸发，产生大量气体，依靠冲击压力的作用产生爆破效果，而二氧化碳相变后的膨胀力没有最大限度地发挥。所以，我们提出了一种新的可变形二氧化碳压裂管，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是：解决现有的致裂管通过起爆装置引发二氧化碳的瞬间蒸发，产生大量气体，依靠冲击压力的作用产生爆破效果，而二氧化碳相变后的膨胀力没有最大限度地发挥的问题。

2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种新的可变形二氧化碳压裂管，包括上盖板、下盖板和柱形橡胶管体，所述柱形橡胶管体固定安装在上盖板和下盖板之间，所述柱形橡胶管体的内部设有用于存放液态二氧化碳的环形储液囊，所述上盖板上设有充气孔、柱形发热件和泄压组件，所述充气孔内设有单向阀，所述充气孔和泄压组件均与环形储液囊的内部相连通。

4、进一步限定，所述下盖板的上端固定安装有弹簧柱，所述弹簧柱的上端贯穿上盖板的中心，所述弹簧柱上于上盖板和下盖板之间套设有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧与弹簧柱从环形储液囊的中心穿过，所述弹簧柱上固定安装有定压片，所述定压片与上盖板靠近下盖板的一侧抵触。这样的结构设计，当柱形橡胶管体内压力增大，柱形橡胶管体产生膨胀，致使定压片破裂，拉伸弹簧会在弹簧柱的限位作用下拉动上盖板向下盖板的方向活动，使柱形橡胶管体进一步径向扩展，从而压裂岩石。

5、进一步限定，所述柱形发热件包括安装柱、环形中空囊和金属片，所述安装柱固定插接在上盖板上，所述安装柱的下端贯穿至环形储液囊内，所述安装柱上设有多个安装槽，所述环形中空囊设置在安装槽内，所述环形中空囊内填充有醋酸钠过饱和溶液，所述金属片通过连接条固定安装在环形中空囊的内壁，所述安装柱上设置有可对金属片产生作用力并使其弯折的推动件。这样的结构设计，推动件对金属片产生作用力使其弯折时，环形中空囊内的醋酸钠过饱和溶液会受到扰动，醋酸钠结晶开始析出，向外放热，从而使液态二氧化碳产生相变，促使环形储液囊膨胀。

6、进一步限定，所述推动件包括推块、活动楔块、螺纹杆和电机，所述安装柱的安装槽内开设有卡槽，所述安装柱内设有与卡槽相连通的柱形槽，所述推块活动安装在卡槽内，所述推块的端部设有贯穿至柱形槽内的插柱，所述插柱上设有楔面，所述活动楔块活动安装在柱形槽内，所述活动楔块上固定安装有限位块，所述柱形槽内开设有与限位块相适配的限位槽，所述螺纹杆与活动楔块螺纹连接，所述电机固定安装在安装柱的端部，所述电机的输出轴与螺纹杆固定连接。这样的结构设计，结构简单，使用方便。

7、进一步限定，所述安装柱上固定安装有受力挡条，所述受力挡条与环形中空囊相接触。这样的结构设计，受力挡条可在金属片一侧受力时，对其产生支撑力，配合推动件，可进一步使金属片产生弯折。

8、进一步限定，所述上盖板内设有供电模块，所述安装柱上设有远程控制模块，柱形橡胶管体与环形中空囊之间设有压力传感器，所述压力传感器、供电模块、远程控制模块与电机之间电信连接。这样的结构设计，通过远程控制模块可控制电机工作，以使柱形发热件可远程完成加热工作。

9、进一步限定，所述泄压组件包括中空筒、压缩弹簧、圆形密封板和固定柱，所述中空筒固定插接在环形储液囊上，所述中空筒的上端贯穿上盖板，所述压缩弹簧固定安装在中空筒的筒壁，所述圆形密封板固定安装在压缩弹簧的端部，所述圆形密封板在压缩弹簧的弹性作用力下与中空筒另一侧筒壁紧贴，所述固定柱固定安装在圆形密封板上，所述固定柱贯穿中空筒的端部，所述固定柱内开设有倒t型槽，所述中空筒远离固定柱的一端开设有泄气孔。这样的结构设计，当剪切片太厚或者活化剂未能成功激发等原因，大量高压气体存留在致裂管内时，管内气压增大，此时固定柱受力挤压压缩弹簧，直至倒t型槽与中空筒内部连通，此时环形储液囊4内的气体会通过泄气孔向外流出，防止气压过大，产生安全隐患。

10、进一步限定，所述圆形密封板上开设有环形凹槽，所述中空筒的筒壁上固定安装有与环形凹槽相适配的环形密封圈。这样的结构设计，圆形密封板与中空筒筒壁紧贴时，环形密封圈会伸入环形凹槽内，增强了圆形密封板处的密封性。

11、进一步限定，所述圆形密封板靠近压缩弹簧的一端固定安装有定位柱，当定位柱的端部与中空筒筒壁接触时，倒t型槽与中空筒内部相连通。这样的结构设计，定位柱可限制圆形密封板及固定柱的活动，可防止固定柱完全进入中空筒内，影响泄压组件的使用。

12、采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

13、1、本发明，设置环形储液囊，通过充气孔向环形储液囊内充入液态二氧化碳，当柱形发热件向外释放的热量时，二氧化碳会产生相变，管内压力剧增，从而使环形储液囊及柱形橡胶管体产生形变，对外侧岩石产生作用力，将其压裂。

14、2、本发明，金属片弯折时，环形中空囊内的醋酸钠过饱和溶液被扰动，醋酸钠结晶析出，向外放热，促使二氧化碳相变，环形中空囊及柱形橡胶管体内的压力剧增，从而压裂岩石，使用后，将环形中空囊整体放在沸水中，由于温度升高后醋酸钠的溶解度随之增大，醋酸钠晶体便会再次溶解，可多次使用。

技术特征：

1.一种新的可变形二氧化碳压裂管，包括上盖板(1)、下盖板(2)和柱形橡胶管体(3)，其特征在于：所述柱形橡胶管体(3)固定安装在上盖板(1)和下盖板(2)之间，所述柱形橡胶管体(3)的内部设有用于存放液态二氧化碳的环形储液囊(4)，所述上盖板(1)上设有充气孔(11)、柱形发热件(12)和泄压组件(13)，所述充气孔(11)内设有单向阀，所述充气孔(11)和泄压组件(13)均与环形储液囊(4)的内部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述下盖板(2)的上端固定安装有弹簧柱(5)，所述弹簧柱(5)的上端贯穿上盖板(1)的中心，所述弹簧柱(5)上于上盖板(1)和下盖板(2)之间套设有拉伸弹簧(51)，所述拉伸弹簧(51)与弹簧柱(5)从环形储液囊(4)的中心穿过，所述弹簧柱(5)上固定安装有定压片(52)，所述定压片(52)与上盖板(1)靠近下盖板(2)的一侧抵触。

3.根据权利要求2所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述柱形发热件(12)包括安装柱(121)、环形中空囊(122)和金属片(123)，所述安装柱(121)固定插接在上盖板(1)上，所述安装柱(121)的下端贯穿至环形储液囊(4)内，所述安装柱(121)上设有多个安装槽，所述环形中空囊(122)设置在安装槽内，所述环形中空囊(122)内填充有醋酸钠过饱和溶液，所述金属片(123)通过连接条固定安装在环形中空囊(122)的内壁，所述安装柱(121)上设置有可对金属片(123)产生作用力并使其弯折的推动件。

4.根据权利要求3所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述推动件包括推块(124)、活动楔块(1241)、螺纹杆(1242)和电机(1243)，所述安装柱(121)的安装槽内开设有卡槽，所述安装柱(121)内设有与卡槽相连通的柱形槽，所述推块(124)活动安装在卡槽内，所述推块(124)的端部设有贯穿至柱形槽内的插柱，所述插柱上设有楔面，所述活动楔块(1241)活动安装在柱形槽内，所述活动楔块(1241)上固定安装有限位块，所述柱形槽内开设有与限位块相适配的限位槽，所述螺纹杆(1242)与活动楔块(1241)螺纹连接，所述电机(1243)固定安装在安装柱(121)的端部，所述电机(1243)的输出轴与螺纹杆(1242)固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种新的可变二氧化碳压裂管，其特征在于：所述安装柱(121)上固定安装有受力挡条(1211)，所述受力挡条(1211)与环形中空囊(122)相接触。

6.根据权利要求4所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述上盖板(1)内设有供电模块，所述安装柱(121)上设有远程控制模块(1212)，柱形橡胶管体(3)与环形中空囊(122)之间设有压力传感器，所述压力传感器、供电模块、远程控制模块(1212)与电机(1243)之间电信连接。

7.根据权利要求1所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述泄压组件(13)包括包括中空筒(131)、压缩弹簧(132)、圆形密封板(133)和固定柱(134)，所述中空筒(131)固定插接在环形储液囊(4)上，所述中空筒(131)的上端贯穿上盖板(1)，所述压缩弹簧(132)固定安装在中空筒(131)的筒壁，所述圆形密封板(133)固定安装在压缩弹簧(132)的端部，所述圆形密封板(133)在压缩弹簧(132)的弹性作用力下与中空筒(131)另一侧筒壁紧贴，所述固定柱(134)固定安装在圆形密封板(133)上，所述固定柱(134)贯穿中空筒(131)的端部，所述固定柱(134)内开设有倒t型槽(135)，所述中空筒(131)远离固定柱(134)的一端开设有泄气孔(136)。

8.根据权利要求7所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述圆形密封板(133)上开设有环形凹槽，所述中空筒(131)的筒壁上固定安装有与环形凹槽相适配的环形密封圈(1311)。

9.根据权利要求7所述的一种新的可变形二氧化碳压裂管，其特征在于：所述圆形密封板(133)靠近压缩弹簧(132)的一端固定安装有定位柱(1331)，当定位柱(1331)的端部与中空筒(131)筒壁接触时，倒t型槽(135)与中空筒(131)内部相连通。

技术总结本发明涉及油气开采设备技术领域，公开了一种新的可变形二氧化碳压裂管，包括上盖板、下盖板和柱形橡胶管体，所述柱形橡胶管体固定安装在上盖板和下盖板之间，所述柱形橡胶管体的内部设有用于存放液态二氧化碳的环形储液囊，所述上盖板上设有充气孔、柱形发热件和泄压组件，所述充气孔内设有单向阀，所述充气孔和泄压组件均与环形储液囊的内部相连通。其目的是，解决现有的致裂管通过起爆装置引发二氧化碳的瞬间蒸发，产生大量气体，依靠冲击压力的作用产生爆破效果，而二氧化碳相变后的膨胀力没有最大限度地发挥的问题。技术研发人员：阿比尔的,曾启富,刘明维,徐娇,吴发友,韩亚峰,胡尊镕,李佩伦,张俪沣,杜海洋,吴一博,吴云中,杨洋受保护的技术使用者：重庆交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15