[實用新型]一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置

有效

• 申請號: 201420182528.0
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN203835361U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 張天軍;任金虎;李樹剛;趙佩佩;于勝紅;宋爽;李偉;成小雨;崔巍;張磊
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于煤礦井下水力壓裂技術領域，具體涉及一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置。?

背景技術

為了研究對井下煤巖體進行水力壓裂后，瓦斯抽采的壓力和含量的變化情況，國內外學者已經做了諸多的現場研究，總結起來，現場水力壓裂分為兩種：一種是井上水力壓裂增透；另一種是井下水力壓裂提高瓦斯抽采率。因現場的場地、現有的機械、井下的瓦斯環境和諸多實驗儀器限制入井等因素的限制，現場研究未能充分對影響水力壓裂效果的各個因素進行研究，故實驗室模擬水力壓裂實驗得到了發展。但是，目前實驗室模擬水力壓裂實驗多是模擬研究沿著軸向壓力方向打鉆的井上水力壓裂增透，取得了諸多價值較高的結論和規律，而因井下壓力條件難以模擬等因素，對沿著巷幫打孔的井下水力壓裂實驗實驗室模擬系統和方法研究相對簡單而且較少，而要實現井下水力壓裂實驗實驗室模擬系統，關鍵的是要實現井下水力壓裂條件模擬裝置，現有技術中還沒有結構簡單、使用操作方便、功能完備、工作可靠性高的井下水力壓裂條件模擬裝置。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置，其結構簡單，使用操作方便，功能完備，模擬的真實性強，工作可靠性高，實用性強，便于推廣使用。?

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種煤礦井下水?力壓裂條件實驗室模擬裝置，其特征在于：包括巷幫模擬機構和巷幫周圍環境模擬機構，所述巷幫模擬機構包括依次對接的擋板、透氣板、煤巖樣和頂卡套管，所述頂卡套管的外壁上設置有刻度，所述擋板、透氣板、煤巖樣和頂卡套管通過電工膠帶纏繞固定為一整體，所述擋板中部設置有第一進氣通道，所述透氣板中部設置有與第一進氣通道相連通的第二進氣通道，所述透氣板上位于第二進氣通道的四周設置有輻射狀的透氣孔道；所述巷幫周圍環境模擬機構包括底座、固定連接在底座頂部的缸筒和固定連接在缸筒頂部的筒蓋，所述缸筒中部側壁上開有供巷幫模擬機構插入的巷幫模擬機構插入孔，所述底座頂部中間位置處設置有凹槽，所述凹槽內放置有下壓頭，所述下壓頭的正上方從下到上依次設置有上半凹面壓頭、上半凸面壓頭和活塞，所述活塞向上穿出到筒蓋外部，且筒蓋的中間位置處設置有供活塞穿過的通孔，所述巷幫模擬機構從所述巷幫模擬機構插入孔插入缸筒內部，且煤巖樣對正位于下壓頭的上端面與上半凹面壓頭的下端面之間，頂卡套管卡合連接在所述巷幫模擬機構插入孔內；所述底座上設置有第三進氣通道和與第三進氣通道相連通的氣體入口，所述下壓頭上設置有與第三進氣通道相連通的第四進氣通道，所述第四進氣通道通過氣體傳輸管路與第一進氣通道相連通；所述底座上設置有與缸筒內部空間相連通的圍壓液流入通道，所述底座側部設置有與圍壓液流入通道相連通的圍壓液入口，所述缸筒側面設有排氣口，所述排氣口上連接有排氣口塞。?

上述的一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置，其特征在于：所述底座與下壓頭之間、底座與缸筒之間、缸筒與筒蓋之間、上半凹面壓頭與上半凸面壓頭之間、頂卡套管與缸筒之間以及筒蓋與活塞之間均設置有密封圈。?

上述的一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置，其特征在于：所述缸筒通過第一螺栓固定連接在底座頂部，所述筒蓋通過第二螺栓固定連接在缸筒頂部。?

上述的一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置，其特征在于：所?述缸筒外輪廓的形狀、下壓頭外輪廓的形狀、煤巖樣外輪廓的形狀、頂卡套管外輪廓的形狀和上半凹面壓頭下部外輪廓的形狀均為長方體形，所述煤巖樣的長度與下壓頭的長度和上半凹面壓頭下部的長度相等，所述煤巖樣的寬度與下壓頭的寬度、頂卡套管外輪廓的寬度和上半凹面壓頭下部的寬度相等，所述煤巖樣的高度與頂卡套管外輪廓的高度相等。?

上述的一種煤礦井下水力壓裂條件實驗室模擬裝置，其特征在于：所述氣體傳輸管路的一端通過第一快速接頭與第一進氣通道相接，所述氣體傳輸管路的另一端通過第二快速接頭與第四進氣通道相接。?

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：?

1、本實用新型結構簡單，設計合理，實現方便且成本低。?

2、本實用新型的裝配過程簡單，使用操作方便。?

3、本實用新型通過設置巷幫模擬機構和巷幫周圍環境模擬機構，且通過在巷幫周圍環境模擬機構中設置活塞和圍壓液入口，能夠用于真實地模擬煤礦井下煤巖體所受應力情況；通過在巷幫周圍環境模擬機構中設置氣體入口，能夠用于真實地模擬煤礦井下煤巖體內瓦斯自身含量和壓力，本實用新型的功能完備，模擬的真實性強，為工程技術人員在實驗室做煤礦井下水力壓裂實驗提供了便利。?