[实用新型]一种页岩液氮冻结装置

说明书

本实用新型涉及地下能源开采技术领域，具体涉及一种页岩液氮冻结装置本实用新型主要是克服现有技术中可控能力差、存在成本偏高、冻结效果差、安全性低等的技术问题，提供一种页岩液氮冻结装置，包括冻结管体、密封盖、供液总管，密封盖上设有排气管和三个连接管，冻结管体内设有第一输液管、第二输液管和第三输液管，所述第一输液管、第二输液管和第三输液管侧壁上均设有透气孔，密封盖连接在所述冻结管体的顶端，第一输液管、第二输液管和第三输液管分别通过三个连接管与供液总管连接相通，连接管上设有控制阀。该装置操作简单，液氮输入频率及输入量与冻结需求的匹配度高，冻结效果好，成本低，工作效率高，冻结效果可控，安全性高。

技术领域

本实用新型涉及地下能源开采技术领域，具体涉及一种页岩液氮冻结装置。

背景技术

页岩由粘土和极细粒矿物堆积并固化形成的岩石，多沉积于无波浪扰动的海洋、湖泊等稳定环境，一般含丰富有机物，是生油气母岩，页岩气以游离和吸附方式存在于页岩微纳米级孔隙，需要人工改造才能释放出工业性天然气，故页岩气藏又称“人工气藏”，具有初期产量较高、衰减快、后期低产、时间较长的特点，在对页岩层进行压裂施工时，由于页岩气储层随埋深增加表现出“五高”特性，即地层温度高、上覆压力高、应力差值高、破裂压力高和闭合压力高，给页岩气储层压裂带来了极大的挑战，为满足页岩气开采中对储层性质以及地理环境等因素的要求，解决开发效果较差的难题，需要使用新型无水压裂技术进行实现，在进行无水压裂使通常采用液氮辅助压裂来提高页岩气开采。

目前实验所采用的页岩液氮冻结装置，多为单管式输液，在使用过程中仍存在不足，无法根据页岩实际情况及冻结需求对液氮进行控量输入，可控能力差，存在成本偏高，冻结效果差，且在置入过程中易受砾石影响造成破损，安全性低。

实用新型内容

本实用新型主要是克服现有技术中可控能力差、存在成本偏高、冻结效果差、安全性低等的技术问题，本实用新型提供一种页岩液氮冻结装置。

本实用新型解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种页岩液氮冻结装置，包括冻结管体、密封盖、供液总管，所述密封盖上设有排气管和三个连接管，所述冻结管体内设有第一输液管、第二输液管和第三输液管，所述第一输液管、第二输液管和第三输液管侧壁上均设有透气孔，所述密封盖连接在所述冻结管体的顶端，所述第一输液管、第二输液管和第三输液管分别通过三个连接管与供液总管连接相通，所述连接管上设有控制阀。

进一步的技术方案是，所述冻结管体底部设有连接柱、挡板，所述挡板通过连接柱连接在所述冻结管体底部上。

进一步的技术方案是，所述挡板为锥型挡板。

进一步的技术方案是，所述第一输液管、第二输液管和第三输液管均为螺旋状输液管。

进一步的技术方案是，所述透气孔的直径在3-8mm。

进一步的技术方案是，所述密封盖螺纹连接在冻结管体的顶端。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过设置第一输液管、第二输液管和第三输液管，根据实际冻结需求对液氮进行三管式输入进行冻结，提高液氮输入频率及输入量与冻结需求的匹配度，避免液氮浪费，降低成本，使液氮冻结效果可控，优化冻结效果；

2、通过在第一输液管、第二输液管和第三输液管侧壁均匀设置透气孔，使液氮气液混合体均匀溢出，使液氮在冻结区间均匀合理分配，缩短冻结工期，降低劳动程度，提高工作效率，使用最少的液氮及成本使冻结效果达到最佳；

3、通过设置挡板对冻结管体进行防护，避免置入过程中造成冻结管体损伤，延长使用寿命，避免冻结管体泄漏，提高安全性；

4、该装置操作简单，液氮输入频率及输入量与冻结需求的匹配度高，冻结效果好，成本低，工作效率高，冻结效果可控，安全性高。

附图说明