[發(fā)明專(zhuān)利]煤巖水-酸高壓預(yù)裂軟化防沖增透成套裝備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010036234.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111236917B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李根威;鄧廣哲;張旭東;王健航;趙世振
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安科技大學(xué);呂梁學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/27
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/27
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 周倩

1.煤巖水-酸高壓預(yù)裂軟化防沖增透成套裝備，其特征在于：包括鉆孔系統(tǒng)(1)、測(cè)控系統(tǒng)(2)、封孔系統(tǒng)(3)和水-酸耦合加壓系統(tǒng)，所述鉆孔系統(tǒng)(1)包括鉆機(jī)(101)、鉆桿(102)和鉆頭(105)，在堅(jiān)硬煤巖中開(kāi)鑿鉆孔，形成注水壓裂通道，所述測(cè)控系統(tǒng)(2)包括伽馬射線測(cè)井儀(202)和鉆孔窺視儀，記錄鉆孔位置參數(shù)、巖性、裂隙發(fā)育情況和檢測(cè)預(yù)裂效果，在鉆孔形成后測(cè)量一次，預(yù)裂施工后再測(cè)量一次，所述封孔系統(tǒng)(3)包括封孔器，所述水-酸耦合加壓系統(tǒng)包括高壓水泵總成(4)、氣體增壓泵總成(5)、氣-水混合管總成(6)和多孔并行供液管網(wǎng)(7)；

所述高壓水泵總成(4)包括水箱(403)和柱塞泵，所述水箱(403)上開(kāi)有凈水入口，所述凈水入口與過(guò)濾袋外筒(402)相連接，所述過(guò)濾袋外筒(402)內(nèi)設(shè)有過(guò)濾袋內(nèi)筒(401)，所述過(guò)濾袋內(nèi)筒(401)與入口管路相連接，所述入口管路的輸入端設(shè)置有靜壓水接口，所述水箱(403)上開(kāi)有低壓出水接口(405)，所述低壓出水接口(405)上設(shè)置有球閥(404)，所述低壓出水接口(405)通過(guò)高壓膠管與柱塞泵的進(jìn)水接口(406)相連接，所述柱塞泵的進(jìn)水接口(406)處設(shè)有進(jìn)水口單向閥，所述柱塞泵內(nèi)設(shè)有回位彈簧(407)，所述柱塞泵上設(shè)置有柱塞(408)，所述柱塞(408)的一端與回位彈簧(407)端部連接，所述柱塞(408)的另一端與凸輪(409)相接觸，所述凸輪(409)與防爆電機(jī)(410)輸出端相連接，所述柱塞泵上連接有出水管(411)，所述出水管(411)的輸出端設(shè)置有水泵高壓水接口；

所述氣體增壓泵總成(5)包括氣體增壓泵壓風(fēng)接口(501)、油水分離器(502)、驅(qū)動(dòng)氣節(jié)流閥(503)、驅(qū)動(dòng)氣壓表(505)、驅(qū)動(dòng)氣流量表(504)、驅(qū)動(dòng)換向閥(506)和驅(qū)動(dòng)氣室(507)，壓縮空氣依次經(jīng)過(guò)氣體增壓泵壓風(fēng)接口(501)、油水分離器(502)、驅(qū)動(dòng)氣節(jié)流閥(503)、驅(qū)動(dòng)氣壓表(505)、驅(qū)動(dòng)氣流量表(504)、驅(qū)動(dòng)換向閥(506)和驅(qū)動(dòng)氣室(507)，所述氣體增壓泵總成(5)還包括增壓泵二氧化碳接口(508)，所述增壓泵二氧化碳接口(508)處設(shè)有二氧化碳?xì)饬髁坑?jì)(509)，所述增壓泵二氧化碳接口(508)連接有左氣管(510)和右氣管(511)，所述左氣管(510)上依次設(shè)有左進(jìn)單向閥(512)和左出單向閥(513)，所述右氣管(511)上依次設(shè)有右進(jìn)單向閥(514)和右出單向閥(515)，所述左氣管(510)和右氣管(511)出口處連接有連接管(516)，所述連接管(516)上設(shè)有可調(diào)壓安全閥(517)、高壓氣壓力表(518)、出口節(jié)流閥(519)、出口流量計(jì)(520)和出口壓力表(521)，所述連接管(516)貼近出口壓力表(521)的一端設(shè)置有高壓二氧化碳?xì)饨涌冢?/p>

所述氣-水混合管總成(6)包括氣水混合管套(601)、螺旋桿(602)、高壓水入口接頭、高壓氣入口接頭、混合管節(jié)流閥(603)、混合管流量計(jì)(604)和混合管壓力管出口接頭，所述高壓氣入口接頭通過(guò)高壓膠管與高壓二氧化碳?xì)饨涌谙噙B接，所述高壓水入口接頭通過(guò)高壓膠管與水泵高壓水接口相連接，所述氣水混合管套(601)內(nèi)設(shè)有螺旋桿(602)，所述氣水混合管套(601)出口管上依次設(shè)有混合管節(jié)流閥(603)、混合管流量計(jì)(604)、混合管壓力表(605)，所述氣水混合管套(601)出口管貼近混合管壓力表(605)的一端設(shè)置有水-酸出口接頭；

所述多孔并行供液管網(wǎng)(7)包括水-酸入口接頭和高壓水-酸總管(701)，所述水-酸入口接頭通過(guò)高壓膠管與水-酸出口接頭相連接，所述高壓水-酸總管(701)在鉆孔口附近安設(shè)有分管三通(702)，所述分管三通(702)和分管之間設(shè)有分管開(kāi)關(guān)閥(703)，所述分管開(kāi)關(guān)閥(703)上通過(guò)U型快速接頭(704)與水酸分管(705)相連接，所述水酸分管(705)尾部連接有四通(706)，所述四通(706)的右側(cè)出口連接有孔外壓裂液膠管(707)，所述孔外壓裂液膠管(707)上依次設(shè)有壓裂液節(jié)流閥(708)、壓裂液流量計(jì)(709)和壓裂液壓力表(710)，所述孔外壓裂液膠管(707)遠(yuǎn)離四通(706)的一端設(shè)置有水-酸壓裂液出口，所述四通(706)的下側(cè)出口連接有孔外膠囊膨脹液膠管(711)，所述孔外膠囊膨脹液膠管(711)上依次設(shè)有膨脹液節(jié)流閥(712)、膨脹液流量計(jì)(713)和膨脹液壓力表(714)，所述孔外膠囊膨脹液膠管(711)遠(yuǎn)離四通(706)的一端設(shè)置有膠囊膨脹液出口，所述四通(706)的左側(cè)出口處設(shè)有分管泄壓閥(715)。