[发明专利]一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒及其制备方法

说明书

本发明属于冲击波产生设备技术领域，具体涉及一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒及其制备方法，其目的在于提高储层的渗透性。本发明的技术方案是：一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒，包括绝缘外壳、金属丝和含能材料，所述绝缘外壳为两端封闭的中空圆柱体，金属丝沿中心轴线固定并伸出绝缘外壳的两端，含能材料填装在金属丝与绝缘外壳之间；同时，本发明还提供了一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒制备方法。本发明中的金属丝驱动不同质量的含能材料产生可控冲击波作用于储层，能量大小可调，安全可靠。

技术领域

本发明属于冲击波产生设备技术领域，具体涉及一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒及其制备方法。

背景技术

页岩气、煤层气开采、煤矿瓦斯治理需要提高储层的渗透性，以高能气体压裂、深空预裂爆破、二氧化碳压裂为代表的动力学措施因能量巨大，易引起井筒、钻孔的安全问题；在电脉冲技术中，以液电效应、金属丝电爆炸产生的冲击波因冲击波能量仅仅来源于电脉冲设备储存的电能，所输出冲击波又太小，难以产生效果。

发明内容

本发明的目的在于提高储层的渗透性，而提供了一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒及其制备方法，其金属丝电爆炸等离子体可以直接驱动任意质量的含能材料，产生需要的可控冲击波。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于产生可控冲击波的增透型聚能棒，其特殊之处在于：包括绝缘外壳、金属丝和含能材料，所述绝缘外壳为两端封闭的中空圆柱体，金属丝沿中心轴线固定并伸出绝缘外壳的两端，含能材料填装在金属丝与绝缘外壳之间。

进一步地，所述含能材料的填装密度1.0～1.4g/cm³，装填量3.0-3.5g。

进一步地，所述含能材料的成分按重量百分比计为：铝粉20-30％，高氯酸铵70-80％。

进一步地，所述金属丝的直径为300～500μm，材质为钨、钽或铜。

进一步地，所述绝缘外壳包括管状外壳本体和设置在管状外壳本体两端的端盖，两个端盖的中心均设有凸向绝缘外壳内腔的固定柱，所述端盖中心设有通孔，所述金属丝穿过端盖上通孔伸出绝缘外壳的两端。

进一步地，所述绝缘外壳包括试管形外壳本体和设置在试管形外壳本体开口端的端盖，试管形外壳本体的封闭端和端盖的中心均设有凸向绝缘外壳内腔的固定柱，所述试管形外壳本体的封闭端设有通孔，设置在开口端的端盖上也设有通孔，所述金属丝分别穿过试管形外壳本体和端盖上的通孔伸出绝缘外壳的两端。

进一步地，所述绝缘外壳的外径为11.9-12.1mm，长度为59.9-60.1mm。

同时，本发明还提供了上述用于产生可控冲击波的增透型聚能棒制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

(1)采用绝缘管材加工成管状外壳本体和两个端盖，或采用棒材加工成试管形外壳本体和一个端盖；

(2)先将金属丝穿过外壳本体一端的端盖并采用粘接剂粘牢，再将该端盖与管状外壳本体粘接牢固，金属丝穿过管状外壳本体内部由另一端牵出；

或者将金属丝由试管形外壳本体封闭端的通孔穿入粘牢后，穿过外壳本体内部直接由另一端牵出；

(3)将强氧化剂高氯酸铵和铝粉在容器中混合均匀，形成含能材料；

(4)将含能材料填入一端堵住的绝缘外壳中，再将含能材料捣实，填充密度为1.0～1.4g/cm³，填充量为3.0-3.5g；

(5)在外壳本体另一端的端盖侧面涂胶，使金属丝穿过该端盖上的通孔，将端盖压入管状外壳本体端口，拉直金属丝，并在端盖的通孔涂胶。