[實用新型]含多層夾矸厚煤層水力壓裂放頂系統

有效

• 申請號: 202022912963.2
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN214366058U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 蘇松嶸;劉云龍;史宏寶;劉曉龍;陳義;周世勇;劉謀珍
• 申請（專利權）人: 山西鋪龍灣煤業有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本實用新型公開一種含多層夾矸厚煤層水力壓裂放頂系統，適用于解決綜采工作面頂煤難冒放問題。主要包括高壓液體系統、壓力控制系統及壓裂管道系統；其中壓裂管道系統包含壓裂主管路和分段封隔器。該系統針對含多層夾矸厚煤層，通過分段封隔器將壓裂液集中在夾矸煤巖層進行壓裂，實現煤層卸壓，提高可放性。

技術領域

本實用新型涉及一種含多層夾矸厚煤層水力壓裂放頂系統，屬于煤炭開采技術領域。

背景技術

在綜放開采中，礦山壓力是頂煤破壞主要動力，頂煤能否及時垮落和充分破碎主要取決于煤體整體強度和礦山壓力大小。當煤層埋深較淺、厚度較大、夾矸多、煤體不易破壞，礦山壓力作用不能使頂煤及時垮落和充分破碎，這將使大量頂煤難以回收,造成煤炭資源浪費。因此要將綜放開采應用于含多層夾矸厚煤層中，就必須首先解決放頂煤施工工藝，使頂煤順利冒落并有效放出，從而解決工作面煤炭回收率低的問題。

在處理堅硬難冒頂板中，水力壓裂技術通過高壓水對處于原始狀態下的煤體進行沖擊和浸潤，使煤體逐漸龜裂并產生裂隙，從而破壞了其整體性；并且在高壓作用下，水以小流量形式浸潤到煤層內部結構中，使煤體膨脹，從而實現煤質軟化的目的。但常規水力壓裂技術作用范圍分散，對于復雜結構厚煤層的卸壓及破壞效果有所不足。

實用新型內容

為了改善含厚硬夾矸難冒頂煤的冒放性，本實用新型提供一種含多層夾矸厚煤層水力壓裂放頂系統。該系統針對含多層夾矸厚煤層，通過分段封隔器將壓裂液集中在夾矸煤巖層進行壓裂，實現煤層卸壓，提高可放性；適用于解決綜采工作面頂煤難冒放問題。

本實用新型所采用的技術方案是：

本實用新型提供了一種含多層夾矸厚煤層水力壓裂放頂系統，主要包括高壓液體系統、壓力控制系統及壓裂管道系統；其中壓裂管道系統包含壓裂主管路和分段封隔器；以上各組成部分由高壓密封水管按次序相連。

進一步給出如下優選的技術特征：

所述高壓液體系統用于提供并調節高壓工作液體，額定壓力30MPa，容積1000L，額定流量200L/min。

所述高壓工作液體可以為純水，也可以為添加了稠化劑的水基或油基壓裂液。

所述壓力控制系統包括壓力計和流量計，壓力調節范圍為0~50MPa；流量調節范圍為0～220 L/min。

所述壓裂管道系統鋪設于鉆孔內，包含壓裂主管路和分段封隔器；

所述壓裂主管路所需鉆孔深度為從開孔處至頂板，孔徑范圍為50～150mm，傾斜角范圍為30°～60°。

所述分段封隔器的位置及封隔段長度可根據需求調整，封隔段長度調整范圍為0～30m；

所述高壓密封水管的耐壓強度為60MPa。

高壓密封水管通過高壓快速接頭將各部件連接在一起。

本實用新型提供的含多層夾矸厚煤層水力壓裂放頂系統，帶來的有益效果：

本實用新型在水力壓裂強制放頂技術的基礎上，針對含多層夾矸厚煤層，通過分段封隔器對非夾矸煤巖層段壓裂管道進行封堵，從而將壓裂液集中在夾矸煤巖層進行壓裂；該系統可對夾矸煤巖層實現有針對性的破壞而不過多破壞待放頂煤層的結構完整性，同時也降低了壓裂成本，提高了經濟效益。

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1為高壓液體系統，2為高壓密封水管，3為壓力控制系統，4為壓裂主管路，5為分段封隔器，6為待采煤層，7為含多層夾矸厚煤層。

具體實施方式

實施例：