[實用新型]井下鉆孔鉆壓一體化分段壓裂裝置

有效

• 申請號: 201020690228.5
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN201953367U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 劉曉;蘇現波;倪小明;張麗梅;宋金星;郭紅玉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B7/00;E21B17/00;E21B17/042;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術領域

本實用新型涉及一種井下鉆孔鉆壓一體化分段壓裂裝置。

背景技術

我國煤礦瓦斯災害嚴重，嚴重制約著煤炭企業的安全生產。瓦斯抽采是我國目前進行瓦斯治理的主要技術手段，但由于我國煤層透氣性系數普遍較低，沒有取得理想的抽采效果。當前，井下鉆孔水力壓裂作用一種有效的煤層增透工藝取得了較大規模的應用，但是，現行的井下鉆孔水力壓裂只對單個鉆孔進行一次壓裂，高壓水很容易在鉆孔內的薄弱段開啟裂縫并延伸，沒有能夠很好的使整個孔段較為均勻的開裂，從而降低了單孔的壓裂效率，提高了單孔壓裂成本，也沒有能夠使單孔生成更多的裂縫并延伸，影響了煤層透氣性系數的進一步提高；另外，現行的水力壓裂鉆、壓是分開的，鉆進完成后，退鉆，將帶有封隔器的鋼管塞入到孔內再進行壓裂，壓裂結束后，再將封隔器人力拔出。由于在鉆桿鉆進、退鉆及壓裂的過程中，孔壁已發生了一定的變化，重新將封隔器塞入或拔出將耗費大量的人力，也難以重新連接鉆機拔鉆。有時，封隔器甚至拔不出來，導致壓裂鉆孔不能抽采，成為一個耗費了大量人力物力的“廢孔”。因此，有必要對鉆孔進行分段壓裂，并實現鉆壓一體化。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種實現了鉆、壓一體化，能夠使鉆孔更長范圍內的孔壁開啟并延伸裂縫，使煤層透氣性系數相比未分段壓裂得到更大的提高，使壓裂更加有針對性進行的井下鉆孔鉆壓一體化分段壓裂裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種井下鉆孔鉆壓一體化分段壓裂裝置，包括前后依次連接且相連通的鉆頭、第一封隔器、第一分段鉆桿、截流分水桿、第二封隔器、第二分段鉆桿、功能轉換桿；所述功能轉換桿為空心管狀，功能轉換桿通過管路連接高壓水泵,連接高壓水泵的管路連接于功能轉換桿外壁一側，并且功能轉換桿上還設有第一球閥,功能轉換桿后端連接鉆機，管路上連接第二球閥；所述截流分水桿也為空心管狀，截流分水桿內從前至后依次設置管狀的彈簧底座、彈簧、管狀的彈簧活套，截流分水桿的桿壁上設置出水口，所述彈簧活套覆蓋出水口；所述鉆頭包括前側的葉片部分和葉片部分后側固設的扶正器，扶正器內橫設小端朝向葉片部分的圓錐形空腔，葉片部分前端開設與圓錐形空腔小端連通的第一出水孔，扶正器外表面設有與圓錐形空腔連通的第二出水孔；包括一球和三球，一球的直徑大于所述圓錐形空腔小端最小截面處直徑小于圓錐形空腔大端處的直徑，一球的直徑均小于所述第一封隔器中心管、第一分段鉆桿、第二封隔器、第二分段鉆桿、功能轉換桿的內徑以及截流分水桿內的彈簧底座、彈簧、彈簧活套的內徑，所述三球的直徑均小于所述第二封隔器、第二分段鉆桿、功能轉換桿的內徑，三球的直徑大于彈簧活套的內徑；當一球卡設于圓錐形空腔時，所述第二出水孔位于一球后側。

在第二分段鉆桿與功能轉換桿之間連通有孔口錨固器，孔口錨固器由內外套設的兩空心管組成，內外空心管之間螺紋連接，內空心管的前端設置錐形開口，朝向錐形開口一側的外空心管外壁設置外螺紋；內空心管的內徑大于一球和三球的直徑。

鉆頭扶正器、第一封隔器、第一分段鉆桿、截流分水桿、第二封隔器、第二分段鉆桿、孔口錨固器、功能轉換桿依次首尾螺紋連接。

包括二球，二球的直徑大于一球的直徑，均小于所述第一封隔器中心管、第一分段鉆桿、第二封隔器、第二分段鉆桿、功能轉換桿的內徑以及截流分水桿內的彈簧底座、彈簧、彈簧活套的內徑；二球的直徑小于內空心管的內徑。

各部件的作用如下：