[发明专利]一种基于多级液态CO2

权利要求书

1.一种基于多级液态CO₂相变的复合压裂改造系统，包括液态CO₂注入单元、常规压裂液注入单元、地下爆破压裂单元和地面控制单元；所述的液态CO₂注入单元和常规压裂液注入单元通过加注管线与地下爆破压裂单元相连接；地面控制单元通过电缆与地下爆破压裂单元相连接；

所述的液态CO₂注入单元包括液态CO₂储罐，液态CO₂增压设备，气液分离设备，高压泵送设备；所述的液态CO₂储罐，液态CO₂增压设备，气液分离设备，高压泵送设备通过管线依次连接，高压泵送设备再连接到液态CO₂储罐和液态CO₂增压设备之间的管线上，形成闭环；

所述的常规压裂液注入单元包括水基压裂液储罐，支撑剂储罐，混砂设备，常规泵送设备液态CO₂储罐；所述的水基压裂液储罐，支撑剂储罐，混砂设备，常规泵送设备液态CO₂储罐通过管线依次连接；

所述的地下爆破压裂单元包括井口装置，井口装置下方设置有套管；所述的套管内设置有压裂管柱、封隔器和多级液态CO₂相变爆破装置；所述压裂管柱底端和多级液态CO₂相变爆破装置通过螺纹连接；所述的封隔器位于套管和多级液态CO₂相变爆破装置之间，形成井筒密闭空间；

所述的多级液态CO₂相变爆破装置包括外壳，外壳内部设置有2~4个液态CO₂相变发生装置；所述的液态CO₂相变装置包括充气堵头，充气堵头上方设置有放气孔，充气堵头下方设置有与充气嘴配合的直槽口，充气堵头中心孔处设置有单向阀，充气堵头尾端连有加热管，充气堵头与高压发生装置间隙配合，高压发生装置下端与放气堵头间隙配合，放气堵头中心孔位置有剪切片。

2.如权利要求1所述的复合压裂改造系统，其特征在于，所述外壳为管状结构，外径为60~80mm，内径与液态CO₂相变发生装置为间隙配合；外壳开口端处设置有接线孔，并连接到每一级液态CO₂相变发生装置前端；所述外壳开口端表面有螺纹，可以连接到压裂管柱。

3.如权利要求2所述的复合压裂改造系统，其特征在于，所述的接线孔为圆孔，数量为2个；所述的放气孔数量为8~16个，均匀的分布在外壳的中心轴线上，并垂直于中心轴线，放气孔直径为8~10mm。

4.如权利要求1所述的复合压裂改造系统，其特征在于，所述液态CO₂相变发生装置为圆柱体，管长为400~1000mm。

5.如权利要求2所述的复合压裂改造系统，其特征在于，所述加热管为半直槽型圆柱状，管内装有电热丝，将电热丝固装在管中间，隔有绝缘材料，不与外壁接触，接通电源后，在1~2min可以加热到100℃~150℃。

6.如权利要求2所述的复合压裂改造系统，其特征在于，所述的单向阀前端开启压力为5~10MPa，所述剪切片破裂压力为90~100MPa。