[發(fā)明專利]一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置及控制方法

在審

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• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111853524A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 張春華;胡威
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: F17C3/00
• 分類號: F17C3/00;F17C3/04;F17C3/08;F17C9/02;F17C13/04;F17C13/06;F17C13/00;E21B43/26
• 代理公司: 西安匯恩知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

1.一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，包括多個封存單元(17)，其特征在于：多個所述封存單元(17)相互排列組成封存裝置設置在預設的鉆孔(16)，所述鉆孔(16)的入口處通過封孔材料(15)固定有高壓水管(14)，通過高壓水管(14)向鉆孔(16)內(nèi)注水完成封存裝置的使用；

所述封存單元(17)包括保溫層外殼(1)、保溫層(3)、內(nèi)膽外殼(4)、出氣口壓蓋(5)、泄壓頭(7)和進水口單向閥(9)，所述保溫層外殼(1)內(nèi)部設置有一層保溫層(3)，所述內(nèi)膽外殼(4)設置在保溫層(3)的內(nèi)部，所述內(nèi)膽外殼(4)內(nèi)設置有內(nèi)膽(12)，所述內(nèi)膽(12)設置在內(nèi)膽外殼(4)內(nèi)，所述內(nèi)膽(12)側(cè)端固定有進水口單向閥(9)，所述內(nèi)膽外殼(4)、保溫層(3)和保溫層外殼(1)均固定在進水口單向閥(9)的外側(cè)；

所述出氣口壓蓋(5)固定在保溫層外殼(1)與內(nèi)膽外殼(4)的另一端，所述出氣口壓蓋(5)的中間螺紋連接有泄壓頭(7)，所述泄壓頭(7)的中間設置有單向閥出氣口(8)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述保溫層(3)具體為經(jīng)過抽真空處理的填充型珠光砂。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述封存單元(17)靠近進水口單向閥(9)的一端設置有第一氣體單向閥(2)，所述第一氣體單向閥(2)的內(nèi)部延伸至保溫層(3)的內(nèi)部，所述泄壓頭(7)上設置有第二氣體單向閥(13)，所述第二氣體單向閥(13)的內(nèi)部延伸至泄壓頭(7)的內(nèi)部。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述第一氣體單向閥(2)和第二氣體單向閥(13)的進口處均設置有濾網(wǎng)。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述出氣口壓蓋(5)為凹槽空心柱體結構，在其凹槽內(nèi)側(cè)設置有用于與泄壓頭(7)螺紋連接用的螺紋(6)。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述泄壓頭(7)與出氣口壓蓋(5)的連接處設置有墊片(10)和定壓剪切片(11)，所述定壓剪切片(11)設置為1MPa的閾值。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述泄壓頭(7)為中空結構，在其內(nèi)部填充有珠光砂。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述封存單元(17)的內(nèi)膽外殼(4)和保溫層外殼(1)為同心圓結構。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置，其特征在于，所述保溫層(3)抽成真空狀態(tài)后相對真空度為-6000～-3000Pa。

10.根據(jù)權利要求1-9任意一項所述的一種輔助高壓水致裂煤體的干冰封存裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)鉆孔(16)的長度選擇合適數(shù)量的封存單元(17)，將泄壓頭(7)和定壓剪切片(11)拆下，在其內(nèi)膽內(nèi)裝填干冰，并將其首尾依次排列組成封存裝置；

S2、將封存裝置放置在鉆孔(16)內(nèi)，利用封孔材料(15)對封存裝置的入口進行封孔處理，并在封孔材料(15)中間固定有與封存裝置入口連通的高壓水管(14)；

S3、通過高壓水管(14)向鉆孔(16)內(nèi)注高壓水，當鉆孔(16)內(nèi)壓力達到進水口單向閥(9)閾值5MPa后，高壓水由進水口單向閥(9)進入封存單元(17)并與干冰反應，釋放二氧化碳氣體，輔助致裂。