[發明專利]一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透方法及系統

在審

• 申請號: 201510314529.5
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104989356A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 胡勝勇;張鈺亭;馮國瑞;李振
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21F7/00;E21B33/13
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

1.一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透的系統，包括煤礦井下壓風系統，其特征在于煤礦井下壓風系統連接注氣系統，注氣系統分別連接注液系統、注漿系統，煤礦井下壓風系統的壓風管路（9）與風動主管路（21）之間連接有第四閥門（22），風動主管路（21）通過四通管（25）分別連接第一支管路（27）、第二支管路（28）、第三支管路（34），第一支管路（27）上設有第六閥門（26）并與氣動增壓泵（3）連接，第二支管路（28）上設有第八閥門（29）并與風動第一注漿泵（31）連接，第三支管路（34）上設有第七閥門（33）并與風動第二注漿泵（35）連接，風動主管路（21）上連接有第四閥門（22）。

2.根據權利要求1所述一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透的系統，其特征在于所述注氣系統由制氮機（1）、第一閥門（2）、注氣管路（11）、氣動增壓泵（3）、集氣罐（4）、第二閥門（6）、減壓閥（7）、第二壓力表（8）、第三閥門（10）、第一三通管（12）、第二三通管（18）、壓裂抽采管（15）依次連接組成，其中第一三通管（12）的一個連接端連接有背壓閥（16），第二三通管（18）的一個連接端與第十閥門（19）連接，集氣罐（4）設有第一壓力表（5）。

3.根據權利要求1所述一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透的系統，其特征在于所述注液系統包括風動第一注漿泵（30）、第一注漿管（14）、第五閥門（32）；風動第一注漿泵（30）通過與第一注漿管（14）之間的連接管道上連接有第五閥門（32）。

4.根據權利要求1所述一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透的系統，其特征在于所述注漿系統包括風動第二注漿泵（35）、第二注漿管（13）、第九閥門（24）；風動第二注漿泵（35）與第二注漿管（13）之間的連接管道上連接有第九閥門（24）。

5.根據權利要求1所述一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透的系統，其特征在于所述背壓閥的壓力調節為30~50MPa。

6.一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透方法，采用權利要求1所述的一種煤礦井下煤層鉆孔高壓氣體壓裂增透的系統，其特征在于壓風管路中的空氣經第四閥門進入風動主管路，打開第七閥門，空氣進入第三支管路，帶動風動第二注漿泵，打開第九閥門，將水泥砂漿由第二注漿管注入煤層鉆孔，直至水泥砂漿從第二注漿管中溢出時，關閉第九閥門；

待水泥砂漿完全凝固后，打開第八閥門，空氣進入第二支管路，帶動風動第一注漿泵，打開第五閥門，將堵漏粘液由第一注漿管注入煤層鉆孔，直至堵漏粘液從壓裂抽采管中溢出時，關閉第五閥門；

打開第六閥門，空氣進入第一支管路，帶動氣動增壓泵，將制氮機產生的氮氣注入集氣罐中，當集氣罐中氮氣壓力達到80~90MPa時，打開第二閥門，調節減壓閥，使氮氣壓力降至30~50MPa，打開第三閥門，經壓裂抽采管注入煤層鉆孔，注氣20~60min，氣體將堵漏粘液壓入裂隙中；當注氣壓力低于20MPa，持續注氣30~60min，停止壓裂；關閉第三閥門、第六閥門，打開第十閥門，由抽采系統對煤層瓦斯進行抽采。