[發明專利]煤層壓裂液混合裝置及煤層壓裂系統

在審

• 申請號: 202010218965.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111236916A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 周偉;潘輝;朱立成;程建;汪峰榮;韓云春;郭忠凱;彭行球;馬嘉星;詹紹奇
• 申請（專利權）人: 平安煤炭開采工程技術研究院有限責任公司;淮南礦業（集團）有限責任公司;平安煤礦瓦斯治理國家工程研究中心有限責任公司
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21F7/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 鈄颯颯;劉芳

本發明提供了一種煤層壓裂液混合裝置，包括罐體，罐體相對的兩側設置進液口和出料口，罐體上方設置有通過注砂閥門密封的注砂口，罐體的進液口用于注入經過加壓泵逐漸加壓的液體，以便通過液體的壓力變化使得位于注砂口附近的砂粒與液體混合。本發明還提供一種煤層壓裂系統，包括用于存水的水箱、設置于水箱進水口處用于加壓水的加壓泵以及如如上所述的煤層壓裂液混合裝置。通過利用煤層壓裂液混合裝置混合砂粒與液體，避免了利用水箱混合砂粒與液體造成的加沙過程麻煩以及水箱損壞的問題。

技術領域

本發明屬于煤礦開采技術領域，具體涉及一種煤層壓裂液混合裝置及煤層壓裂系統。

背景技術

在抽采瓦斯的過程中需要首先對煤層進行煤層增透壓裂，在煤層增透壓裂的過程中，需要向瓦斯抽采鉆孔中注入高壓的水，對煤層進行壓裂即利用水的壓力將煤層壓裂出孔隙，將煤層內的瓦斯由吸附狀態變為解析狀態，從而可以對煤層內的瓦斯進行抽采。

但是，這種壓裂方式，一旦停止向抽采鉆孔中注入高壓水，孔隙會受到應力恢復的影響，具體而言，當注水停止后，孔隙周圍應力高的地區向孔隙應力低的地區進行應力傳遞，這樣的應力傳遞會導致孔隙閉合，從而導致瓦斯抽采效率的下降。為了延緩孔隙的閉合時間，采用石英砂與水混合，將混合后的物質一起注入到瓦斯抽采鉆孔中可以對孔隙起到支撐作用，從而可以實現延緩孔隙閉合時間，延長抽采時間。

然而，石英砂如果直接在水箱內與水混合，由于水箱是封閉的，加沙的過程較為麻煩，而且石英砂與水箱摩擦也會造成水箱的損壞。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有向煤層中注砂的過程中，直接在水箱內將石英砂與水混合，造成加沙過程麻煩，水箱容易損壞的問題。本發明提供一種煤層壓裂液混合裝置，包括罐體，所述罐體相對的兩側設置進液口和出料口，所述罐體上方設置有通過注砂閥門密封的注砂口，所述罐體的進液口用于注入經過加壓泵逐漸加壓的液體，以便通過液體的壓力變化使得位于所述注砂口附近的砂粒與所述液體混合。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，還包括兩根高壓軟管與兩個鎖緊件，其中一根高壓軟管插接于所述罐體的進液口內并通過一個所述鎖緊件鎖緊，另外一根高壓軟管插接于所述罐體的出料口并通過所述鎖緊件鎖緊。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述鎖緊件為插銷，所述插銷包括相對設置的兩個腿部以及位于兩個腿部之間的連接部，兩個所述腿部之間的間距不大于所述高壓軟管插接于所述罐體的插接端的外徑；所述罐體設置有進液口的部分以及設置有出料口的部分分別設置有供所述插銷插入的開口，所述開口垂直于所述進液口或者出料口的軸線。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述高壓軟管的插接端的外壁上設置有凹槽，所述凹槽用于與兩個所述腿部接觸。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述高壓軟管的插接端的外徑沿插接方向逐漸縮小。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述罐體設置有泄壓口，所述泄壓口與罐體內部相通并通過泄壓閥門密封。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述泄壓口位于罐體底部。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述罐體的罐身與設置有進液口的部分以及設置有出料口的部分圓滑過渡；和/或，所述進液口與出料口分別采用進液閥門與出料閥門密封。

在上述煤層壓裂液混合裝置的優選技術方案中，所述罐體由鋼材制成，其中，所述罐體的厚度為22-25mm，所述加壓泵最大加壓壓力不大于35Mpa；和/或，還包括高壓鋼管和保護罩，所述罐體的出料口通過外部套設有金屬保護套的所述高壓軟管與高壓鋼管連接；所述保護罩罩設在所述罐體外部并設置有用于供所述高壓軟管穿過的通孔。

本發明還提供一種煤層壓裂系統，包括用于存水的水箱、設置于水箱進水口處用于加壓水的加壓泵以及如上所述的煤層壓裂液混合裝置。