[發明專利]一種煤礦井下車載串式雙路加砂壓裂成套裝備

在審

• 申請號: 202110986069.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113700464A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 趙繼展;張群;張儉;孫四清;陳志勝;董敏濤;王晨陽;劉樂
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;B01F15/00;B01F7/18;B61D11/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發明涉及一種雙路加砂壓裂成套裝備，屬于煤礦設備技術領域，具體是涉及一種煤礦井下車載串式雙路加砂壓裂成套裝備。本發明將加砂壓裂泵、壓裂泵電機、系統控制柜、過濾水箱和供水管路、加混砂裝置等設備采用串式結構按次序分裝到了定制礦車上，既滿足了井下加砂壓裂的各項功能需求，又極大程度上完成了系統的集成，適應了煤礦井下條巷式工作空間為主的施工環境，同時采用了系統內攜砂、清水雙水路布置和系統自監測監控，不僅提高了井下單加砂壓裂泵組的安全穩定運行保障能力，而且大大提高了應急清水和攜砂管路切換的效率，提升了在井下受限環境下進行加砂壓裂工程施工的能力。

技術領域

本發涉及一種雙路加砂壓裂成套裝備，屬于煤礦設備技術領域，具體是涉及一種煤礦井下車載串式雙路加砂壓裂成套裝備。

背景技術

水力壓裂可以在脆性煤巖層中形成立體縫網，在煤巖層中建立了新的煤層瓦斯滲流通道，大大提高煤層瓦斯的抽采效率，但是壓裂完成后煤巖層裂隙會在地層應力作用下自動閉合，影響最終的壓裂抽采效果，急需在壓裂過程中添加支撐劑進行裂隙支撐，提高壓裂裂隙的留存時間，延長壓裂增抽的抽采時效。另一方面，攜砂高速流體也可以極大的提高煤巖層中的切割和造穴效率和效果，所以便于煤礦井下使用的加砂壓裂泵組是煤礦井下水力化措施發展的必備基礎裝備。

但是煤礦井下作業空間以狹長巷道為主，對施工加砂壓裂的裝備布置和運輸都提出了特殊的要求。不僅要實現加砂泵組和加混砂裝置等多個部件的合理部署，同時為了應對加砂壓裂過程中可能發生的砂堵等異常情況，還需要在受空間內設置泵組清水備用管路，并且實現清水管路和攜砂管路的方便切換。

針對以上問題，本發明的設計者通過深入調研，研究設計出一種適用于煤礦井下的集成于平板礦車上的車載串式雙路加砂壓裂成套裝備，由壓裂泵、動力電機、供電控制、儲供水和加混砂等集成于定制平板礦車上的功能模塊及輔助管線等組成，裝備整體融合了清水和攜砂雙水路系統、自動加混砂系統、供電保護系統和遠程監控系統，實現了煤礦井下狹長巷道為主的受限空間環境下的多礦車多系統協同作業的攜砂壓裂施工，為煤炭行業提供了一種新型的煤礦井下加砂壓裂裝備及施工工藝技術方式。

發明內容

本發明提供了一種煤礦井下車載串式雙路加砂壓裂成套裝備，本裝備適用于煤礦井下水力加砂壓裂、攜砂水力切割和攜砂水力造穴等方面的工程施工。

為解決上述問題，本發明的方案是：

一種煤礦井下車載串式雙路加砂壓裂成套裝備，包括若干個依次連接的模塊化礦車以及加砂壓裂泵低壓供液管路(21)，所述模塊化礦石車至少包括：

一加砂壓裂泵模塊化礦車，所述加砂壓裂泵模塊化礦車設置一可轉向的加砂壓裂泵(1)；加砂壓裂泵(1)被配置為能在施工時通過動力軸經萬向軸連器(2)與一加砂壓裂泵變頻電機(4)傳動軸連接；

一動力電機模塊化礦車，與所述加砂壓裂泵模塊化礦車鄰接，用于安置所述加砂壓裂泵變頻電機(4)；

一供電控制模塊化礦車，其上設置有加砂壓裂泵變頻電機啟動柜(5)和動力控制柜(7)；

一供水模塊化礦車，其上設置壓裂泵清水水路供液泵(10)以及加混砂裝置清水供液泵(11)；所述壓裂泵清水水路供液泵(10)連接加砂壓裂泵清水供液管路(24)；

一加混砂模塊化礦車，其上設置與所述供水模塊化礦車水中相連的加混砂裝置，所述加混砂裝置連接加砂壓裂泵攜砂液供液管路(27)；

其中，所述加砂壓裂泵低壓供液管路(21)通過加砂壓裂泵低壓供液管路匯接(31)連接加砂壓裂泵清水供液管路(24)和加砂壓裂泵攜砂液供液管路(27)以及加砂壓裂泵(1)的低壓進液口(2-12)。

優選的，上述的一種煤礦井下車載串式雙路加砂壓裂成套裝備，所述加砂壓裂泵模塊化礦車包括：