[实用新型]一种新型高效二氧化碳相变致裂器

说明书

本实用新型公开一种新型高效二氧化碳相变致裂器，包括压盖、发热管、储液管和泄能头，储液管两端分别与压盖、泄能头连接，压盖上设有贯穿其上下端面的导线通孔，发热管固定在压盖下端面上，压盖上还设有注液口，泄能头包括端头主体和剪切片，端头主体为底端封闭的空心柱状，端头主体的侧壁沿端头主体的底面向上延伸设有环形槽且其上对称设有两泄能口，剪切片为底部具有圆盘的环形柱状，剪切片插入设置在环形槽内。其优点在于，将泄能头内的剪切片设计为平行于钻孔壁，在二氧化碳致裂器起爆过程中，可以避免泄能头与钻孔底部发生冲击而引起能量损失，从而提高相变过程中的能量利用率，而且能有效避免二氧化碳相变致裂时发生“飞管”现象。

技术领域

本实用新型涉及勘探岩土建筑技术领域，尤其涉及一种新型高效二氧化碳相变致裂器。

背景技术

1914年，英国Cardox公司实用新型了cardox tube system之后，cardoxtubesystem被用于煤层致裂、增透和开采，致裂效果好，安全性高，上世纪80年代开始，英美法等发达国家开始将这种技术运用于管道清堵、破冰等方面。二氧化碳相变致裂破岩技术对被需破碎的岩石介质做功的主要能量来源为液态二氧化碳超临界态与气态之间的相能差，与常用炸药爆破相比，具有地震波小，飞石少且抛掷距离近，扬尘小，易于控制，安全性好，峰值压力稳定且持续时间长等优点。目前，此技术在岩石破碎、玉石开采、水下爆破、煤层增透等方面运用广泛，其工业应用前景广阔，但由于二氧化碳相变致裂技术发展时间不长，目前仍处于初级发展阶段，理论仍落后于实际。研制一种高效破岩装备是推进二氧化碳相变技术快速发展的关键环节，对提高超临界二氧化碳致裂技术的应用水平有重要意义。

目前，二氧化碳相变致裂器剪切片多设置为平行于泄能头底，高能二氧化碳冲破剪切片后，先冲击泄能头底部，后从两侧泄能口喷出，高能气体对岩壁进行冲击，使岩石快速破坏。这种致裂器剪切片设置方式对泄能头冲击过大，泄能头易受损，能量损耗巨大，且巨大的冲击反力易破坏泄能头，引起致裂器发生“飞管”，造成较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种新型高效二氧化碳相变致裂器，将泄能头内的剪切片设计为平行于钻孔壁，在二氧化碳致裂器起爆过程中，可以避免泄能头与钻孔底部发生冲击而引起能量损失，从而提高相变过程中的能量利用率，而且能有效避免二氧化碳相变致裂时发生“飞管”现象。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型高效二氧化碳相变致裂器，包括压盖、发热管、储液管和泄能头，储液管两端分别与压盖、泄能头连接，使储液管内腔为封闭状态，所述压盖上设有贯穿其上下端面的导线通孔，发热管固定在压盖下端面上，所述压盖上还设有注液口，注液口通过封堵塞封口并通过注液通道与储液管内腔连通，所述泄能头包括端头主体和剪切片，端头主体为底端封闭的空心柱状，端头主体的侧壁沿端头主体的底面向上延伸设有环形槽且其上对称设有两泄能口，剪切片为底部具有圆盘的环形柱状，剪切片的厚度与环形槽的槽宽相匹配，剪切片插入设置在环形槽内，使端头主体侧壁上的两泄能口封闭。

进一步的，所述储液管外壁上环套设有封孔装置，所述封孔装置由两封孔片组成，两封孔片可拼接成圆环且两者采用插销结构锁定。

进一步的，所述封孔片的内侧设有外凸卡槽，储液管外壁设有与外凸卡槽匹配的内凹卡槽。

进一步的，所述储液管内腔腔壁上涂有保温涂层。

进一步的，所述储液管内腔中设有涡轮装置，所述涡轮装置包括涡轮连杆和涡轮，涡轮连杆为倒置L型，涡轮连杆的横向部分固定在储液管内腔腔壁上，涡轮连杆的纵向部分与储液管内腔的中轴线重合且其前端设置涡轮。

进一步的，所述涡轮的导线沿储液管内腔腔壁向上排布，涡轮的导线和发热管的导线从导线通孔穿出后通过外接导线串联。

进一步的，所述发热管与压盖固接处设有密封环。