[發明專利]瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置及方法

在審

• 申請號: 202210740091.7
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115142893A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 李巖松;王暢;何平;羅利;王茂琿;羅建勛
• 申請（專利權）人: 中國五冶集團有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/00;E21B43/26;E21B33/13;E21B7/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫元偉

1.一種瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，包括：

鉆機系統，所述鉆機系統至少包括有鉆進部以及驅動部，所述鉆進部與所述驅動部連接，所述驅動部驅動鉆進部轉動或做軸向往復運動，其中，所述鉆進部形成有通道；

高壓水系統，與所述鉆進部的通道連通，以對鉆進部輸送高壓水，其中，所述高壓水由鉆進部輸出并形成脈沖射流沖擊煤層(2)，以形成壓裂孔(20)；

灌漿系統，連接所述鉆進部；

封孔系統，所述鉆進部的中間段為封孔段(24)，所述封孔系統設置在所述封孔段(24)。

2.根據權利要求1所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述鉆進部包括：

鉆桿(5)，通過快速接口(12)連接至所述驅動部的驅動端；

篩管(21)，設置于所述鉆桿(5)的端部；

鉆頭(4)，設置于所述篩管(21)的端部；

其中，所述篩管(21)和所述鉆頭(4)形成有所述通道。

3.根據權利要求2所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述鉆頭(4)形成有沿其軸向布置的軸向振蕩噴嘴，以及沿其徑向布置的徑向振蕩噴嘴；

其中，所述驅動部驅動所述鉆頭(4)旋轉，且軸向振蕩噴嘴關閉，徑向振蕩噴嘴開啟，所述高壓水經徑向振蕩噴嘴輸出并在煤層(2)切割出圓盤狀縫隙；或

所述驅動部驅動所述鉆頭(4)沿其軸向做往復運動，且徑向振蕩噴嘴關閉，軸向振蕩噴嘴開啟，所述高壓水經軸向振蕩噴嘴輸出并在煤層(2)切割出平行于軸線的縫隙。

4.根據權利要求3所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述鉆頭(4)形成有切齒，所述切齒錯開徑向振蕩噴嘴和軸向振蕩噴嘴設置。

5.根據權利要求4所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述驅動部為鉆機裝置(6)。

6.根據權利要求5所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述高壓水系統包括：

水箱(18)；

高壓橡膠管(15)，一端連通所述水箱(18)；

高壓水泵(17)，設置于所述高壓橡膠管(15)；

高壓密封水圍，一端與所述高壓橡膠管(15)連通，另一端連通所述鉆進部。

7.根據權利要求6所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，還包括：

壓力表(14)，設置于所述高壓橡膠管(15)；和/或

溢流閥(19)，設置于所述高壓橡膠管(15)；和/或

控制閥(16)，設置于所述高壓橡膠管(15)。

8.根據權利要求7所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述灌漿系統包括：

灌漿機(8)；

灌漿管(9)，一端連通所述灌漿機(8)，另一端通過綁扎帶(23)綁系在鉆進部的封孔段(24)。

9.根據權利要求8所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，所述封孔系統包括：

橡膠馬尾隔水塞(10)，設置于所述篩管(21)，且位于封孔段(24)的一側；

封口木塞(11)，設置于所述鉆桿(5)，且位于封孔段(24)的另一側；

封孔材料(25)，填充于所述封孔段(24)的一側。

10.一種瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透方法，應用如上述權利要求1至9中任一項所述的瓦斯隧道揭煤定向壓裂增透裝置，其特征在于，包括如下步驟：

在煤層(2)設置圍巖頂板(1)以及圍巖底板(3)，以將煤層(2)隔絕；

啟動鉆機系統和高壓水系統，其中，所述驅動部驅動所述鉆頭(4)旋轉，且軸向振蕩噴嘴關閉，徑向振蕩噴嘴開啟，所述高壓水經徑向振蕩噴嘴輸出并在煤層(2)切割出圓盤狀縫隙；或

所述驅動部驅動所述鉆頭(4)沿其軸向做往復運動，且徑向振蕩噴嘴關閉，軸向振蕩噴嘴開啟，所述高壓水經軸向振蕩噴嘴輸出并在煤層(2)切割出平行于軸線的縫隙；

啟動灌漿系統，對壓裂孔(20)進行灌漿。