[发明专利]一种多功能火箭动力的地层改造装置

说明书

一种多功能火箭动力的地层改造装置，包括燃烧室、导爆索、燃料、隔热层、内管、导爆索结（炸药条）、连接接头，其特征在于，位于燃烧室外壳薄弱区域内壁处的导爆索结（炸药条）爆炸，将外壳薄弱区域切开成喷口，同时爆轰产物引燃内管中的燃料，燃料自喷口处沿轴向层层向内燃烧，同时产生高能气体由喷口向外喷出，依靠气体的能量对目的层实施压裂改造；同样在其他部件不变的情况下，燃烧室内不充填燃料，燃烧室充当负压腔则可实现功能反转，即呈现负压效果。本装置结构简单，费用低廉，功能多样，适用性强。

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，涉及一种油气水井增产的工具，特别是一种多功能火箭动力的地层改造装置。

背景技术

目前以高能气体为能量的地层改造技术有很多形式，有单纯的药柱，有药柱置于开放的筛管内（申请号：200910023430.4），有将药柱置于封闭的钢管内用专门的开孔弹开出泄压孔（申请号：CN201210327368.X）一种用于超高温高压井的脉冲爆燃压裂装置，此处还有与射孔技术结合的（USP 5775426）射孔枪外包覆推进剂的StimGun系统及各种复合射孔。用于井下产生高能气体的药剂，如若与井液接触就需要耐温防水；而密封条件下虽然不需要药剂防水，但需要专门火工元件（开孔弹等）开出泄压孔，与射孔器部件相结合需要对药的形态进行特定的设计。繁此种种，普遍受限于药剂性能和增产装置的复杂，进而使其产品成本和作业成本提高，操作繁琐，应用受限。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种结构简单，普遍适用的地层改造装置。

为实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种多功能火箭动力的地层改造装置，包括燃烧室、导爆索、燃料、隔热层、内管、导爆索结（炸药条）、连接接头，其特征在于，位于燃烧室外壳薄弱区域内壁处的导爆索结（炸药条）爆炸，将外壳薄弱区域切开成喷口，同时爆轰产物引燃内管中的燃料，燃料自喷口处沿轴向层层向内燃烧，同时产生高能气体由喷口向外喷出，对目的层实施压裂改造。所述燃烧室外壳由厚壁高强度合金钢管制成，两端通过螺纹由连接接头与其他装置连接。所述薄弱区域是与燃烧室外壳的厚壁相对而言，通过减少部分外壳材料厚度而人为制造，在特定冲击下受力易变形的部份，大小和位置根据具体情况设置。所述内管由支架固定在燃烧室内，燃料填充在内管中，内管与燃烧室外壳之间有隔热层（介质）。所述导爆索从内管与燃烧室外壳间的空间穿过，在燃烧室外壳薄弱区域内壁处折叠成导爆索结（聚集或捆扎）或是穿过炸药条（片），导爆索两端通过连接接头连接其他火工器材（传爆装置或起爆装置）。燃烧室的外壳既能承受井下极端的压力的又承受燃料燃烧的压力，为燃料燃烧提供稳定的燃烧环境。燃烧室外壳上的薄弱区域在导爆索结爆炸作用下被撕裂切割（其他部分不受影响）成喷口，且由于喷口大小是由薄弱区域设定，因此可保证燃烧生成的高能气体足以被释放而不破坏燃烧室。而导爆索作为传爆器件在非聚集状态（单根导爆索）其能量不足以对与其接触的部件造成实质性损伤（引燃燃料或炸穿外壳），确保装置整体的可靠性。

本发明燃料用量根据井况具体设计充填，可以从无到有，进而在井下形成负压到超正压的变化。如需要负压效果则不用充填燃料而作为负压发生器使用，需要超正压的高能气体压裂效果则充填燃料，即从功能上实现负压到超正压的转变。本发明涉及的火工品仅为燃料和导爆索，燃料为通用含能材料推进剂、火药，导爆索也可以不用视为本发明专用材料（通用材料），如此可以简化成非火工材料（燃烧室及附件）和火工品（推进剂），由于隔热层和密封燃烧室的存在而对推进剂的防水耐温性能要求很低。此装置由导爆索传爆，并且引燃燃料和开出喷口，通过连接接头可相互串联也可与其他火工装置连接，统一由导爆索传爆。

本发明所述装置的构成方法简便可行，克服了以往高性能气体压裂装置使用多种火工品带来的不便，或因使用高性能火药（推进剂）带来的高昂费用，适用性强，可与多种工艺配合。

附图说明

图1是一种多功能火箭动力的地层改造装置结构示意图。