CN109798098A - 一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置 - Google Patents

Abstract

一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，包括起爆装置和气体输送装置，起爆装置包括双组合聚能装置、起爆电路和起爆器，双组合聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚向右射出的左聚能罩、将炸药爆炸能量汇聚向左射出的右聚能罩，左聚能罩和右聚能罩均为开口向外的旋转抛物面。与现有技术相比，由于左聚能罩和右聚能罩的聚能作用，分别从左、右两个“八”字形空间方向同时挤压爆炸压裂区的页岩，裂纹迅速贯通形成“八”字形状的页岩破裂带，增加了页岩的比表面积，从而有效增加了页岩气的解析速率及其采收率。球冠形状的凸台向外凸起的聚能作用，进一步增强了聚能效应。

Description

一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置

技术领域

本发明涉及增加页岩气采收率的装置，特别涉及一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置。

背景技术

页岩气是一种新兴的洁净能源，因其储量大、开采周期长等特点而倍受关注。然而作为储气载体的页岩体因其天然孔隙率小，渗透率低，95％的页岩气井需要通过人工致裂的方式增加页岩体渗透率，方可有工业开采价值。

目前，人工致裂的方法主要包括两类：一是水力压裂方法、二是泡沫压裂方法。水力压裂方法主要通过向钻孔中注入高压液体达到致裂岩层的目的。按照具体的压裂工艺，水力压裂方法包括多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂等三种。多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。清水压裂是利用大量清水注入地层诱导产生导流裂缝的压裂技术。水力喷射压裂是利用高速和高压流体携带砂体进行射孔并打开裂缝的压裂技术。泡沫压裂方法主要通过向钻孔内注入高压的液气混合体达到致裂岩层的目的。根据气体成分的不同，泡沫压裂方法可以分为氮气泡沫压裂及二氧化碳泡沫压裂等两种。水力压裂方法及泡沫压裂方法在页岩层压裂过程中均存在难以克服的缺点：一是压裂液中均配备有大量化学药剂，对地层损害大；二是压裂后期主裂缝贯通后，压裂液的漏失较为严重；三是压裂液的反排较慢。最主要的，页岩气的赋存形式以吸附气为主，只有通过破碎的方法增加页岩体的比表面积，才能增加吸附气体的解析量，而上述两类压裂方法主要通过贯通岩体中的天然裂隙达到增产的目的，这与页岩气自身的赋存特性是不一致的。

中国专利CN102168543B公开了一种通过爆炸方式增加页岩气采收率的方法及装置，所述装置设置在页岩气井裸眼中包括输药起爆装置和气体输送装置，其中输药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；该方法和装置存在炸药爆炸能量分散、炸药爆炸能量利用率低的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供克服上述技术问题的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置。

为了解决上述技术问题，本发明所述一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置的技术方案如下：

一种旋转抛物面双组合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

所述起爆装置还包括双组合聚能装置，所述双组合聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚向右射出的左聚能罩、将炸药爆炸能量汇聚向左射出的右聚能罩、设置在左聚能罩左侧的左凸缘和套管；

所述左聚能罩包括左凹形外表面和左凹形内表面，所述左凹形外表面和所述左凹形内表面均为开口向外的旋转抛物面，所述左凹形内表面的旋转抛物面形成空腔；所述左聚能罩的最大外径为D_a，所述左聚能罩的长度为L_a；

所述右聚能罩包括右凹形外表面和右凹形内表面，所述右凹形外表面和所述右凹形内表面均为开口向外的旋转抛物面，所述右凹形内表面的旋转抛物面形成空腔；所述右聚能罩的最大外径为D_b，所述右聚能罩的长度为L_b；

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左凹形内表面的空腔、右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4mm～6mm。

优选的，所述左凹形外表面的旋转轴为X_a轴，所述左凹形外表面的母线为母线A，所述母线A绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形外表面，所述母线A是由以下方程组构成的抛物线：

所述左凹形内表面的旋转轴为X_a轴，所述左凹形内表面的母线为母线B，所述母线B绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形内表面，所述母线B是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形外表面的旋转轴为X_b轴，所述右凹形外表面的母线为母线C，所述母线C绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形外表面，所述母线C是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形内表面的旋转轴为X_b轴，所述右凹形内表面的母线为母线D，所述母线D绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形内表面，所述母线D是由以下方程组构成的抛物线：

上面各式中：

O_a-X_aY_aZ_a坐标系的坐标原点在所述左聚能罩的轴线上且在左聚能罩的长度的中点，X_a轴、Y_a轴和Z_a轴构成右手直角坐标系，X_a轴与所述左聚能罩的轴线重合，X_a轴正方向从左聚能罩的左侧指向左聚能罩的右侧；x_a、y_a和z_a分别为X_a轴、Y_a轴和Z_a轴的坐标变量；

O_a1-X_a1Y_a1Z_a1坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₁,c₁,0)，X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴构成右手直角坐标系，Z_a1轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a1、y_a1和z_a1分别为X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴的坐标变量；

O_a2-X_a2Y_a2Z_a2坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₂,c₂,0)，X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴构成右手直角坐标系，Z_a2轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a2、y_a2和z_a2分别为X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴的坐标变量；

O_b-X_bY_bZ_b坐标系的坐标原点在所述右聚能罩的轴线上且在右聚能罩的长度的中点，X_b轴、Y_b轴和Z_b轴构成右手直角坐标系，X_b轴与所述右聚能罩的轴线重合，X_b轴正方向从右聚能罩的左侧指向右聚能罩的右侧；x_b、y_b和z_b分别为X_b轴、Y_b轴和Z_b轴的坐标变量；

O_b1-X_b1Y_b1Z_b1坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₁,c₁,0)，X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴构成右手直角坐标系，Z_b1轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b1、y_b1和z_b1分别为X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴的坐标变量；

O_b2-X_b2Y_b2Z_b2坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₂,c₂,0)，X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴构成右手直角坐标系，Z_b2轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b2、y_b2和z_b2分别为X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴的坐标变量；

X_a轴和X_b轴共线；

D_a和D_b相等且均为D，L_a和L_b相等且均为L，θ_a＝-θ，θ_b＝θ；

D为280mm～320mm，L为380mm～420mm，θ为40°～50°；

H为左聚能罩和右聚能罩的最小壁厚，H为1mm～3mm；

a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂为参数，c₁为D的0.2～0.3倍，c₂为D的0.15～0.2倍且c₁>c₂；

求解以下方程组得到a₁、b₁的值且a₁>0：

求解以下方程组得到a₂、b₂的值且a₂>0：

优选的，所述参数θ为45°，参数a₁、b₁、a₂、b₂依次通过以下公式计算：

P₁＝D-L-2c₁；

Q₁＝D+L-2c₁；

P₂＝D-L-2c₂-2H；

Q₂＝D+L-2c₂-2H；

优选的，所述参数D＝300mm，L＝400mm，L_a＝400mm，L_b＝400mm，c₁＝60mm，c₂＝45mm，H＝2mm，b₁＝179.0724809mm，a₁＝0.007938555mm，b₂＝184.116701mm，a₂＝0.008717154mm。

优选的，所述左凸缘、左聚能罩、右聚能罩和右凸缘组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：由于聚能效应、抛物线的光学特性，通过左聚能罩和右聚能罩将炸药爆炸能量汇聚射出，炸药爆炸能量利用率高，同时提高了爆炸压裂区的页岩裂纹的长度和页岩裂纹的数量；特别是由于左聚能罩和右聚能罩的聚能作用，分别从左、右两个“八”字形空间方向同时挤压爆炸压裂区的页岩，裂纹迅速贯通形成“八”字形状的页岩破裂带，增加了页岩的比表面积，从而有效增加了页岩气的解析速率及其采收率。同时，由于球冠形状的左凸台和右凸台的向外凸起的聚能作用，进一步增强了聚能效应。

附图说明

图1为装置示意图；

图2为左聚能罩结构示意图；

图3为右聚能罩结构示意图；

上述图1-图3中：1-页岩气井裸眼，2-油气管，3-孔状进气管，4-进气孔，5-右凹形外表面，6-右凹形内表面，7-右聚能罩，11-左凹形外表面，12-左凹形内表面，13-左凸缘，14-左聚能罩，17-套管，18-右凸缘，19-隔离装置，20-起爆器，21-起爆电路。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明一种旋转抛物面双组合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1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21和起爆器20，所述气体输送装置包括右凸缘18、隔离装置19、油气管2、孔状进气管3；所述孔状进气管3设置在所述隔离装置19与所述右凸缘18之间，孔状进气管3的一端设置在所述右凸缘18的通孔中，另一端设置在隔离装置19上的通孔中；孔状进气管3为带有若干进气孔的管，油气管2的一端设置在隔离装置19的通孔中，另一端与地面集气装置相连；所述起爆装置还包括双组合聚能装置，所述双组合聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚向右射出的左聚能罩14、将炸药爆炸能量汇聚向左射出的右聚能罩7、设置在左聚能罩14左侧的左凸缘13和套管17；

所述左聚能罩14包括左凹形外表面11和左凹形内表面12，所述左凹形外表面11和所述左凹形内表面12均为开口向外的旋转抛物面，所述左凹形内表面12的旋转抛物面形成空腔；所述左聚能罩14的最大外径为D_a，所述左聚能罩14的长度为L_a；

所述右聚能罩7包括右凹形外表面5和右凹形内表面6，所述右凹形外表面5和所述右凹形内表面6均为开口向外的旋转抛物面，所述右凹形内表面6的旋转抛物面形成空腔；所述右聚能罩7的最大外径为D_b，所述右聚能罩7的长度为L_b；

所述套管17外部为圆柱形且其内部为圆柱孔，所述套管17依次穿过所述左凹形内表面12的空腔、右凹形内表面6的空腔和右凸缘18的通孔，所述套管17一端固定在左凸缘13的右端面，所述套管17另一端固定在右凸缘18的右端面；

在所述左凸缘13与右凸缘18之间间隔设置若干个起爆器20，起爆器20通过设置在所述套管17内的起爆电路21与地面控制装置连接，并通过地面控制装置控制起爆器20的起爆；

所述左凸缘13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18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；

所述左凸缘13的左凸台、左聚能罩13的空腔、右聚能罩7的空腔和右凸缘18的右凸台组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药。

所述直径D_t为炸药直径D，所述高度H_t为4mm～6mm。

建立O_a-X_aY_aZ_a坐标系、O_a1-X_a1Y_a1Z_a1坐标系、O_a2-X_a2Y_a2Z_a2坐标系、O_b-X_bY_bZ_b坐标系、O_b1-X_b1Y_b1Z_b1坐标系、O_b2-X_b2Y_b2Z_b2坐标系和O_c-X_cY_cZ_c坐标系如下：

O_a-X_aY_aZ_a坐标系的坐标原点在所述左聚能罩14的轴线上且在左聚能罩14的长度的中点，X_a轴、Y_a轴和Z_a轴构成右手直角坐标系，X_a轴与所述左聚能罩14的轴线重合，X_a轴正方向从左聚能罩14的左侧指向左聚能罩14的右侧；x_a、y_a和z_a分别为X_a轴、Y_a轴和Z_a轴的坐标变量；

O_a1-X_a1Y_a1Z_a1坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₁,c₁,0)，X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴构成右手直角坐标系，Z_a1轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a1、y_a1和z_a1分别为X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴的坐标变量；

O_a2-X_a2Y_a2Z_a2坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₂,c₂,0)，X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴构成右手直角坐标系，Z_a2轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a2、y_a2和z_a2分别为X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴的坐标变量；

O_b-X_bY_bZ_b坐标系的坐标原点在所述右聚能罩7的轴线上且在右聚能罩7的长度的中点，X_b轴、Y_b轴和Z_b轴构成右手直角坐标系，X_b轴与所述右聚能罩7的轴线重合，X_b轴正方向从右聚能罩7的左侧指向右聚能罩7的右侧；x_b、y_b和z_b分别为X_b轴、Y_b轴和Z_b轴的坐标变量；

O_b1-X_b1Y_b1Z_b1坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₁,c₁,0)，X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴构成右手直角坐标系，Z_b1轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b1、y_b1和z_b1分别为X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴的坐标变量；

O_b2-X_b2Y_b2Z_b2坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₂,c₂,0)，X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴构成右手直角坐标系，Z_b2轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b2、y_b2和z_b2分别为X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴的坐标变量；

X_a轴和X_b轴共线。

所述左凹形外表面11的旋转轴为X_a轴，所述左凹形外表面11的母线为母线A，所述母线A绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形外表面11，所述母线A是由以下方程组构成的抛物线：

所述左凹形内表面12的旋转轴为X_a轴，所述左凹形内表面12的母线为母线B，所述母线B绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形内表面12，所述母线B是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形外表面5的旋转轴为X_b轴，所述右凹形外表面5的母线为母线C，所述母线C绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形外表面5，所述母线C是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形内表面6的旋转轴为X_b轴，所述右凹形内表面6的母线为母线D，所述母线D绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形内表面6，所述母线D是由以下方程组构成的抛物线：

上面各式中：

D_a和D_b相等且均为D，L_a和L_b相等且均为L，θ_a＝-θ，θ_b＝θ；

D为280mm～320mm，L为380mm～420mm，θ为40°～50°；

H为左聚能罩14和右聚能罩7的最小壁厚，H为1mm～3mm；

a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂为参数，c₁为D的0.2～0.3倍，c₂为D的0.15～0.2倍且c₁>c₂；

下面确定右聚能罩7的主要参数：

右聚能罩7的右凹形外表面5的抛物线过和两点，即：当时，当时，带入方程式组(13)整理后得到：

求解以上方程组(17)得到a₁、b₁的值且a₁>0，为保证抛物线开口向外，因此要求a₁>0；

右聚能罩7的最小壁厚为H，则右聚能罩7的右凹形内表面6抛物线过和两点，即：当时，当时，带入方程式组(14)整理后得到：

求解以上方程组(18)得到a₂、b₂的值且a₂>0，为保证抛物线开口向外，因此要求a₂>0；

本实施例中，选取θ＝45°，则有：θ_a＝-45°，θ_b＝45°；由于sin45°＝cos45°，则方程组(17)变换为方程组(19)：

方程组(19)中，P₁、Q₁计算公式为：

P₁＝D-L-2c₁； (20)

Q₁＝D+L-2c₁； (21)

求解方程组(19)，舍去b₁<0的解以保证抛物线开口向外，可得：

同理，选取θ＝45°，则有：θ_a＝-45°，θ_b＝45°；由于sin45°＝cos45°，则方程组(18)变换为方程组(23)：

方程组(23)中，P₂、Q₂计算公式为：

P₂＝D-L-2c₂-2H； (24)

Q₂＝D+L-2c₂-2H； (25)

求解方程组(23)，舍去b₂<0的解以保证抛物线开口向外，可得：

本实施例中，各参数或系数具体选取和求解如下：

选取：H_t＝5mm，D＝300mm，L＝400mm，L_a＝400mm，L_b＝400mm，取c₁为D的0.2倍即c₁＝60mm，取c₂为D的0.15倍即c₂＝45mm，H＝2mm，根据(22)和(26)计算得到：

b₁＝179.0724809mm、a₁＝0.007938555mm；

b₂＝184.116701mm、a₂＝0.008717154mm。

以上确定了右聚能罩7的主要参数。左聚能罩14与右聚能罩7为左右对称关系，因此，左聚能罩14的主要参数也随之确定。

由此，本实施例的技术方案及其主要参数确定完毕。

以上实施例综合聚能效应较好。

根据聚能效应，炸药爆炸后，爆炸产物在高温高压下基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的，因此，带凹槽的炸药在引爆后，在凹槽轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都很高的爆炸产物流，在一定的范围内使炸药爆炸释放出来的爆炸能量集中起来。本发明的左聚能罩14和右聚能罩7的外表面和内表面均为旋转抛物面，母线A、母线B、母线C、母线D均是抛物线，旋转抛物面的旋转轴与抛物线的对称轴线成一夹角；左聚能罩14的抛物线的对称轴线绕旋转抛物面的旋转轴旋转后形成左圆锥面，右聚能罩7的抛物线的对称轴线绕旋转抛物面的旋转轴旋转后形成右圆锥面；由于抛物线的光线特性，即经焦点的光线经抛物线反射后的光线平行于抛物线的对称轴线，抛物线的这一特性进一步增强了聚能效应；炸药爆炸后，左聚能罩14的爆炸能量沿左圆锥面汇聚向空间右向射出，右聚能罩7的爆炸能量沿右圆锥面汇聚向空间左向射出，两个空间“八”字形方向同时挤压爆炸压裂区的页岩，裂纹迅速贯通形成“八”字形状的页岩破裂带，增加了页岩的比表面积，从而有效增加了页岩气的解析速率及其采收率。同时，由于球冠形状的左凸台和右凸台的向外凸起的聚能作用，进一步增强了聚能效应。如果左聚能罩14和右聚能罩7的组合为倒“八”字形(θ<0°)、“//”形、“\\”形、“||”(θ＝0°)形等组合形式，均起不到1+1>2的技术效果，本发明的组合形式显著达到1+1远大于2的技术效果。

为保证左聚能罩14的壁厚以及右聚能罩7的壁厚从中间向两侧逐步减小，要求c₁>c₂；同理，为保证中聚能罩的壁厚从中间向两侧逐步减小，要求a₃>a₄。

参数c₁、c₂的值，应根据页岩的硬度等性能选择，参数c₁、c₂的值越小，爆炸能量汇聚越集中，爆炸压裂区深而窄、页岩裂纹的长度越长；反之，爆炸能量汇聚越发散，爆炸压裂区宽而浅、页岩裂纹的长度越短。c₁为D的0.2～0.3倍，c₂为D的0.15～0.2倍且c₁>c₂。

根据页岩的硬度等性能选择参数θ的值，θ值越大，爆炸压裂区越窄、页岩越易压碎、页岩裂纹的长度越短和页岩裂纹的数量越多；θ值越小，爆炸压裂区越宽、页岩越不易压碎、页岩裂纹的长度越长和页岩裂纹的数量越少；θ取值为40°～50°,优选地：θ取值为45°。。

左聚能罩14和右聚能罩7均由7A09型号的铝合金制作而成，性价比最好。

左凸缘13和右凸缘18均由4350合金钢制作而成，性价比最好。

所述套管17由HP9-4-20型耐高温不锈钢管制作而成，性价比最好。

本发明所公开的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，在制作时，预先将炸药放入到起爆装置中，然后再将整个装置设置在页岩气井裸眼1中；起爆器20包括电雷管、数码雷管等，起爆方式包括电起爆、数码起爆等；所述炸药包括液体炸药、固体炸药等。

以上实施例为本发明的主要结构、形状参数，其余结构细节按照本专业领域普通技术常识和惯用技术手段进行设计和选择。

Claims (5)

1.一种旋转抛物面双组合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双组合聚能装置，所述双组合聚能装置包括将炸药爆炸能量汇聚向右射出的左聚能罩、将炸药爆炸能量汇聚向左射出的右聚能罩、设置在左聚能罩左侧的左凸缘和套管；

所述左聚能罩包括左凹形外表面和左凹形内表面，所述左凹形外表面和所述左凹形内表面均为开口向外的旋转抛物面，所述左凹形内表面的旋转抛物面形成空腔；所述左聚能罩的最大外径为D_a，所述左聚能罩的长度为L_a；

所述右聚能罩包括右凹形外表面和右凹形内表面，所述右凹形外表面和所述右凹形内表面均为开口向外的旋转抛物面，所述右凹形内表面的旋转抛物面形成空腔；所述右聚能罩的最大外径为D_b，所述右聚能罩的长度为L_b；

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左凹形内表面的空腔、右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4mm～6mm。

2.根据权利要求1所述的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，

所述左凹形外表面的旋转轴为X_a轴，所述左凹形外表面的母线为母线A，所述母线A绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形外表面，所述母线A是由以下方程组构成的抛物线：

所述左凹形内表面的旋转轴为X_a轴，所述左凹形内表面的母线为母线B，所述母线B绕所述X_a轴旋转形成所述左凹形内表面，所述母线B是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形外表面的旋转轴为X_b轴，所述右凹形外表面的母线为母线C，所述母线C绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形外表面，所述母线C是由以下方程组构成的抛物线：

所述右凹形内表面的旋转轴为X_b轴，所述右凹形内表面的母线为母线D，所述母线D绕所述X_b轴旋转形成所述右凹形内表面，所述母线D是由以下方程组构成的抛物线：

上面各式中：

O_a-X_aY_aZ_a坐标系的坐标原点在所述左聚能罩的轴线上且在左聚能罩的长度的中点，X_a轴、Y_a轴和Z_a轴构成右手直角坐标系，X_a轴与所述左聚能罩的轴线重合，X_a轴正方向从左聚能罩的左侧指向左聚能罩的右侧；x_a、y_a和z_a分别为X_a轴、Y_a轴和Z_a轴的坐标变量；

O_a1-X_a1Y_a1Z_a1坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₁,c₁,0)，X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴构成右手直角坐标系，Z_a1轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a1、y_a1和z_a1分别为X_a1轴、Y_a1轴和Z_a1轴的坐标变量；

O_a2-X_a2Y_a2Z_a2坐标系的坐标原点在O_a-X_aY_aZ_a坐标系中为(-b₂,c₂,0)，X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴构成右手直角坐标系，Z_a2轴与Z_a轴平行，X_a1轴与X_a轴夹角为θ_a；x_a2、y_a2和z_a2分别为X_a2轴、Y_a2轴和Z_a2轴的坐标变量；

O_b-X_bY_bZ_b坐标系的坐标原点在所述右聚能罩的轴线上且在右聚能罩的长度的中点，X_b轴、Y_b轴和Z_b轴构成右手直角坐标系，X_b轴与所述右聚能罩的轴线重合，X_b轴正方向从右聚能罩的左侧指向右聚能罩的右侧；x_b、y_b和z_b分别为X_b轴、Y_b轴和Z_b轴的坐标变量；

O_b1-X_b1Y_b1Z_b1坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₁,c₁,0)，X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴构成右手直角坐标系，Z_b1轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b1、y_b1和z_b1分别为X_b1轴、Y_b1轴和Z_b1轴的坐标变量；

O_b2-X_b2Y_b2Z_b2坐标系的坐标原点在O_b-X_bY_bZ_b坐标系中为(b₂,c₂,0)，X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴构成右手直角坐标系，Z_b2轴与Z_b轴平行，X_b1轴与X_b轴夹角为θ_b；x_b2、y_b2和z_b2分别为X_b2轴、Y_b2轴和Z_b2轴的坐标变量；

X_a轴和X_b轴共线；

D_a和D_b相等且均为D，L_a和L_b相等且均为L，θ_a＝-θ，θ_b＝θ；

D为280mm～320mm，L为380mm～420mm，θ为40°～50°；

H为左聚能罩和右聚能罩的最小壁厚，H为1mm～3mm；

a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂为参数，c₁为D的0.2～0.3倍，c₂为D的0.15～0.2倍且c₁>c₂；

求解以下方程组得到a₁、b₁的值且a₁>0：

求解以下方程组得到a₂、b₂的值且a₂>0：

3.根据权利要求2所述的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，所述参数θ为45°，参数a₁、b₁、a₂、b₂依次通过以下公式计算：

P₁＝D-L-2c₁；

Q₁＝D+L-2c₁；

P₂＝D-L-2c₂-2H；

Q₂＝D+L-2c₂-2H；

4.根据权利要求3所述的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，所述参数D＝300mm，L＝400mm，L_a＝400mm，L_b＝400mm，c₁＝60mm，c₂＝45mm，H＝2mm，b₁＝179.0724809mm，a₁＝0.007938555mm，b₂＝184.116701mm，a₂＝0.008717154mm。

5.根据权利要求1、2、3或4之一所述的一种旋转抛物面双组合聚能压裂增加页岩气采收率的装置，其特征在于，所述左凸缘、左聚能罩、右聚能罩和右凸缘组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药。