[发明专利]一种抛物柱面聚能压裂增加页岩气采收率的装置

权利要求书

1.一种抛物柱面聚能压裂增加页岩气采收率的装置，所述装置设置在页岩气井裸眼中，所述装置包括起爆装置和气体输送装置，起爆装置用于将其周围的页岩崩裂，气体输送装置将由被崩裂的页岩中渗出的页岩气输送到地面，所述起爆装置包括起爆电路和起爆器，所述气体输送装置包括右凸缘、隔离装置、油气管、孔状进气管；所述孔状进气管设置在所述隔离装置与所述右凸缘之间，孔状进气管的一端设置在所述右凸缘的通孔中，另一端设置在隔离装置上的通孔中；孔状进气管为带有若干进气孔的管，油气管的一端设置在隔离装置的通孔中，另一端与地面集气装置相连；其特征在于,所述起爆装置还包括聚能装置，所述聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚垂直向外射出的中聚能罩、设置在中聚能罩左侧的左凸缘和套管；

所述中聚能罩包括中凹形外表面和中凹形内表面，所述中凹形外表面由n个形状和尺寸相同且沿圆周均匀分布的、开口向外的抛物柱面组成，n为3、4、5、6、7或8；所述中凹形内表面由m个形状和尺寸相同且沿圆周均匀分布的、开口向外的抛物柱面组成，m为3、4、5、6、7或8且m＝n；所述中凹形内表面的抛物柱面形成空腔；所述中聚能罩与左中凸缘和右中凸缘组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药；所述中聚能罩的最大外径为D_c，所述中聚能罩的长度为L_c；

所述套管外部为圆柱形且其内部为圆柱孔，所述套管依次穿过所述中凹形内表面的空腔和右凸缘的通孔，所述套管一端固定在左凸缘的右端面，所述套管另一端固定在右凸缘的右端面；

所述左凸缘的右侧设置有左凸台，所述左凸台为向外凸起的球冠形状，所述左凸台球冠形状的凸起高度为H_t，所述左凸台球冠形状的最大开口部分圆的直径为D_t；

所述右凸缘的左侧设置有右凸台，所述右凸台为向外凸起的球冠形状，所述右凸台球冠形状的凸起高度为H_t，所述右凸台球冠形状的最大开口部分圆的直径为D_t；

所述直径D_t为炸药直径D，所述高度H_t为3mm～8mm。

2.根据权利要求1所述的一种抛物柱面聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，

所述中凹形外表面的n个抛物柱面中的一个抛物柱面为抛物柱面E，所述抛物柱面E的直母线平行于X_c轴，所述抛物柱面E的准线为准线E，所述抛物柱面E的直母线沿着所述准线E平行移动形成所述抛物柱面E，所述准线E是由以下方程构成的抛物线：

y_c＝a₃+b₃z_c²；

所述中凹形内表面的m个抛物柱面中的一个抛物柱面为抛物柱面F，所述抛物柱面F的直母线平行于X_c轴，所述抛物柱面F的准线为准线F，所述抛物柱面F的直母线沿着所述准线F平行移动形成所述抛物柱面F，所述准线F是由以下方程构成的抛物线：

y_c＝a₄+b₄z_c²；

上面各式中：

O_c-X_cY_cZ_c坐标系的坐标原点在所述中聚能罩的轴线上且在中聚能罩的长度的中点，X_c轴、Y_c轴和Z_c轴构成右手直角坐标系，X_c轴与所述中聚能罩的轴线重合，X_c轴正方向从中聚能罩的左侧指向中聚能罩的右侧；x_c、y_c和z_c分别为X_c轴、Y_c轴和Z_c轴的坐标变量；

D_c为100mm～800mm，L_c为200mm～1000mm；

a₃、b₃、a₄和b₄为参数，a₃为D_c的0.2～0.90倍，a₄为D_c的0.15～0.85倍且a₃>a₄，b₃、b₄由以下公式计算：

式中：e₃、e₄为系数，e₃为0.5～1.5，e₄为0.8～1.8且e₄>e₃。