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龙图腾网获悉中南大学申请的专利定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116427891B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310405777.5，技术领域涉及：E21B43/114；该发明授权定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法是由郭懿德;黄麟淇;李夕兵;孙景楠设计研发完成，并于2023-04-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法,包括激光热剥落组件、动态水力压裂组件和岩屑收集组件。本发明利用激光瞬间加热页岩储层表面以产生距离和方位可控的射孔分布并在射孔周围的储层中形成的复杂热裂缝，能降低深地储层压裂难度、提高页岩气解析速率、诱导后续水力压裂压裂裂缝向压裂区域定向起裂，以使裂缝形成于所要定向压裂区域内，克服了现有定向射孔存在的技术难题；同时，基于该射孔方法的动态水力压裂及其组合压裂技术可以实现深层页岩高温高应力开采环境下的复杂多变的水力压裂优势倾角设计，进而创造更多不受地应力控制的水力压裂有效区域。

本发明授权定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化方法，其特征在于包括一种定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置，该一体化装置安装于页岩气井内，包括激光热剥落组件、动态水力压裂组件和岩屑收集组件，所述页岩气井包括竖直井筒1和与该竖直井筒连通布置的水平井筒2，在水平井筒的筒壁上开有定向射孔3； 所述激光热剥落组件包括依次电性连接的激光控制器4、激光发生器5和激光头6，在水平井筒内架设有导向管7，在导向管上安装有若干水平位置可调的定位箱8，在定位箱上安装有与定向射孔相对应布置的伸缩杆9，激光头置于伸缩杆末端，激光发生器将激光传至激光头，激光头通过定向射孔对水平井筒外的页岩储层10进行热剥落； 所述岩屑收集组件包括依次连接的吸屑管11、岩屑收集盒12和吸尘电机13，所述吸屑管插入竖直井筒内，在吸屑管上开有正对水平井筒布置的吸屑口111； 所述动态水力压裂组件包括依次连接的压裂液罐14、增压泵15、第一控制阀16、水力压裂管17和若干定向水力喷嘴18，压裂液罐和增压泵均置于页岩气井外，水力压裂管的末端穿过竖直井筒置于水平井筒内，定向水力喷嘴连接于水力压裂管末端并与定向射孔相对应布置，压裂液罐中的压裂液经过增压泵、水力压裂管及定向水力喷嘴送入水平井筒中，通过定向射孔对页岩储层进行静态水力压裂；在页岩气井外设有脉冲发生器19，所述脉冲发生器通过第二控制阀20与水力压裂管相连接，脉冲发生器驱动水力压裂管的压裂液对页岩储层进行动态水力压裂； 所述一体化方法包括以下步骤： S1、选取页岩储层10的完整页岩岩芯，切割成边长为200mm的立方体页岩试样； S2、对立方体页岩试样开展激光照射诱导热剥落实验，记录立方体页岩试样剥落表面发生明显熔化时的激光发射功率，用于井下热剥落射孔； S3、综合利用地震、测井、油藏数值模拟的资料解释结果，确定储层区域地应力变化，确定定向压裂区域的具体参数，合理设计定向射孔3的数量和方位、水力压裂加载率以及对应工作模式； S4、在地层中连通布置竖直井筒1和水平井筒2，且竖直井筒外侧为上覆岩层，水平井筒置于页岩储层10内，在水平井筒的筒壁上设置定向射孔； S5、地表完成激光头6、伸缩杆9、定位箱8与导向管7的安装，完成激光控制器4、激光发生器5和激光头6间的电性连接，将导向管放入水平井筒，同时放入激光发生器5，将导向管末端固定于第二封隔器22中心处，激光发生器固定在第一封隔器21上； S6、地表完成吸屑管11、岩屑收集盒12和吸尘电机13的电性连接，将吸屑管放入竖直井筒，使其吸屑口111正对水平井筒布置并完全覆盖水平井筒至竖直井筒底区域； S7、地表遥控伸缩杆处于预定空间状态； S8、开启激光控制器，控制激光发生器激发预定功率稳定激光束，经光纤传输至激光头，照射目标的页岩储层，并同时开启吸尘电机，通过吸屑管清理热剥落定向射孔产生的岩屑； S9、完成热剥落后，提升吸屑管，同时调整激光控制器的工作模式，使激光发生器以不产生热剥落的发射功率继续激发激光束，经激光头照射已经形成的定向射孔，进一步增加页岩气解析速率并形成孔眼周围的复杂热裂纹； S10、吸屑管提升至地表后，关闭激光控制器，提升导向管； S11、快速下放安装组装有定向水力喷嘴18的水力压裂管17，下放完成后，与支撑剂混合后的压裂液经增压泵15输送至水力压裂管； S12、当水力压裂管内的流体压力达到预定值，关闭增压泵以及第一控制阀16； S13、开启脉冲发生器19和第二控制阀20，将脉冲发生器产生的预定加载率的水力脉冲由水力压裂管、定向水力喷嘴沿定向射孔方向喷射，诱导热裂纹扩展并冲击压裂形成水力裂缝24； S14、评估压裂效果，可根据实际情况情况进一步调整后续压裂液罐、支撑剂、增压泵、第一控制阀、第二控制阀与脉冲发生器的工作模式，达到最优压裂效果的压裂组合方案。

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