CN101718191B - 一种水力割缝定向致裂方法 - Google Patents
一种水力割缝定向致裂方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101718191B CN101718191B CN 200910034388 CN200910034388A CN101718191B CN 101718191 B CN101718191 B CN 101718191B CN 200910034388 CN200910034388 CN 200910034388 CN 200910034388 A CN200910034388 A CN 200910034388A CN 101718191 B CN101718191 B CN 101718191B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling rod
- coal
- high pressure
- under high
- drilling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
一种水力割缝定向致裂方法,用钻机向预开采的煤岩体打钻孔至设定位置,然后向割缝钻头输入高压水,同时使钻杆原地转动,快速退后,再原地转动,再快速退后,重复转动和退后至设定位置,退出钻杆,使煤岩体围绕钻孔产生多个径向裂缝;或在输入高压水的同时,慢慢地向外退钻杆,直至设定位置,退出钻杆,使煤岩体从内向外沿钻杆方向产生轴向裂缝带,转动不同角度可形成多个轴向裂缝带;用封孔器封孔,继续注入高压水,使裂缝在水压的作用下进一步扩展。有利于坚硬顶板的定向处理、坚硬顶煤的竖直方向破裂、应力的定向转移,改善水力致裂处理坚硬顶煤、防治冲击矿压、防治煤与瓦斯突出、瓦斯抽采的效果。其工艺简单,施工方便,易操作,安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及水力致裂弱化技术领域,尤其是涉及一种基于预先水力割缝的定向水力致裂方法。
背景技术
水力致裂技术最早应用在石油工程来提高贫油井的产量,目前被广泛应用于现代石油工业、地热资源开发、核废料储存等领域,显示出广泛的工业应用价值。借助于水力致裂基本概念,研究开发坚硬顶板水力致裂弱化技术作为解决煤矿开采坚硬顶板控制的关键技术之一。然而单纯采用水力致裂的方法需要注入很大的水压,水压过大,在安全上难以保障,不易控制孔内裂隙的扩展方向,而且很难对坚硬顶板的定向处理。由于煤岩体水压致裂裂缝的扩展方向受钻孔周围的应力场影响,因此在实际工程中需要致裂裂缝须按一定的方向扩展。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术中存在的问题,提供一种方法简单,操作方便,安全可靠,能有效解决控制煤岩体水力致裂裂缝扩展方向的水力割缝定向致裂方法。
本发明的水力割缝定向致裂方法:
a、用钻机通过钻杆和割缝钻头向预开采的煤岩体打钻孔至设定位置;
b、通过钻杆向割缝钻头输入高压水;
c、在输入高压水的同时,钻杆原地转动后,快速退后,再原地转动,再快速退后,重复转动和退后,直至设定位置,退出钻杆,使煤岩体围绕钻孔产生多个径向裂缝;
或在输入高压水的同时,慢慢地向外退钻杆,直至设定位置,使煤岩体由内向外沿钻杆方向产生一个轴向裂缝带,停止输入高压水,再将钻杆伸入孔内转一个角度,再输入高压水,同时向外退钻杆,使煤岩体由内向外沿钻杆方向再产生一个轴向裂缝带,如此重复多次,可产生多个轴向裂缝带;
d、退出钻杆,用封孔器封孔,继续注入高压水,使裂缝在水压的作用下进一步扩展。
当打钻孔卡钻时,换小直径钻杆继续打钻至设定位置。
有益效果:本发明可有效控制水力致裂裂缝的扩展方向,有利于坚硬顶板的定向处理、坚硬顶煤的竖直方向破裂、应力的定向转移,可改善水力致裂处理坚硬顶煤、防治冲击矿压、防治煤与瓦斯突出,提高瓦斯抽采的效果,其方法简单,施工方便,易操作,安全可靠,具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的实施例一示意图。
图2是本发明的实施例二示意图。
图1、2中:1-煤岩体,2-高压注水器,3-高压注水管,4-钻杆,5-钻孔,6-割缝钻头,7-裂缝,8-裂缝带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述:
实施例一、图1所示,某矿煤岩体1的平均厚度约为10m,硬度为f=3,煤岩体1倾角为6°,采用放顶煤采煤,采放比1∶2。采煤时预先在回风巷道内,采用钻机向煤体顶板打钻孔5,孔径为80mm。当打钻孔5卡钻时,换孔径小于80mm的小直径钻杆继续打钻至设定位置。采用高压注水器2并通过高压水管3向割缝钻头6内输入高压水,在输入高压水的同时,钻杆4原地转动1~5分钟后,快速退后约2m再原地转动1~5分钟,再快速退后约1m,重复转动和退后,直至设定位置,退出钻杆4,使煤岩体1围绕钻孔产生多个径向裂缝7,即在一个钻孔中可以水力割出多个圆形割缝面;然后用封孔器封住钻孔孔口,继续注入高压水约0.5小时,进行已割裂缝7条件下的水力致裂,利用圆形水力割缝面对水压裂缝的扩展进行导向。沿水力割缝面扩展的水压裂缝与钻孔的轴向垂直,根据工程中水压裂缝需要的角度,确定水力致裂钻孔的方向,在煤岩体1上,根据现场实际情况的需要,确定水力致裂钻孔的方向,间隔实施多个水力割缝定向致裂的孔,达到按煤矿井下工作面实际要求弱化顶煤的效果,能够顺利安全高效的放出顶煤。
实施例二、图2所示,某矿煤岩体1的平均厚度约为9m,硬度为f=2,煤岩体1的倾角为4°。采用放顶煤采煤,采放比1∶2。采煤时预先在回风巷道内,采用钻机通过钻杆4和割缝钻头6向顶板打钻孔5,孔径为80mm。当打钻孔5卡钻时,换孔径小于80mm的小直径钻杆继续打钻至设定位置。采用高压注水器2并通过高压水管3向割缝钻头6内输入高压水,高压水射流对上覆煤岩体1切割,慢慢向外抽钻杆4,在钻孔5轴向上形成预定方向的裂缝带,停止输入高压水,再将钻杆4伸入孔内转一个角度,再输入高压水慢慢地外退钻杆4,则又产生一个轴向裂缝带8,如此重复多次,便可以产生需要的多个轴向裂缝带8,最后退出钻杆4,用封孔器封住钻孔孔口,继续注入高压水约0.5小时,进行已割裂带8条件下的水力致裂,使裂缝在高压水的作用下进一步扩展,根据现场实际情况的需要,确定水力致裂钻孔的方向,间隔实施多个水力割缝定向致裂的孔,则能够安全高效地放出顶煤。
Claims (2)
1.一种水力割缝定向致裂方法,其特征在于:
a、用钻机通过钻杆(4)和割缝钻头(6)向预开采的煤岩体(1)打钻孔(5)至深度设定位置;
b、通过钻杆(4)向割缝钻头(6)输入高压水;
c、在输入高压水的同时,钻杆(4)原地转动1~5分钟后,快速退后约2m,再原地转动1~5分钟,再快速退后约1m,重复转动和退后,直至割缝设定位置,使煤岩体(1)围绕钻孔产生多个径向裂缝(7);
或在输入高压水的同时,慢慢地向外退钻杆(4),直至割缝设定位置,使煤岩体(1)由内向外沿钻杆(4)方向产生一个轴向裂缝带(8),停止输入高压水,再将钻杆(4)伸入孔内转一个角度,再输入高压水,同时向外退钻杆(4),使煤岩体(1)由内向外沿钻杆(4)方向再产生一个轴向裂缝带(8),如此重复多次,可产生多个轴向裂缝带(8);
d、退出钻杆(4),用封孔器封孔,继续注入高压水约0.5小时,使裂缝在水压的作用下进一步扩展。
2.根据权利要求1所述的一种水力割缝定向致裂方法,其特征在于:当打钻孔(5)卡钻时,换小于钻孔(5)直径的钻杆继续打钻至深度设定位置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200910034388 CN101718191B (zh) | 2009-08-27 | 2009-08-27 | 一种水力割缝定向致裂方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200910034388 CN101718191B (zh) | 2009-08-27 | 2009-08-27 | 一种水力割缝定向致裂方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101718191A CN101718191A (zh) | 2010-06-02 |
CN101718191B true CN101718191B (zh) | 2013-10-30 |
Family
ID=42432820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200910034388 Active CN101718191B (zh) | 2009-08-27 | 2009-08-27 | 一种水力割缝定向致裂方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101718191B (zh) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101915098A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-12-15 | 中国矿业大学 | 水力割缝防治冲击地压的方法 |
CN101936153A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-01-05 | 中矿瑞杰(北京)科技有限公司 | 水力喷射钻孔卸压开采煤层气的方法 |
CN102182499B (zh) * | 2011-04-21 | 2012-11-14 | 中国矿业大学 | 一种基于水力致裂煤层减尘消突的方法及设备 |
CN102619552B (zh) * | 2012-02-24 | 2015-07-01 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 导向槽定向水力压穿增透及消突方法 |
CN102678117B (zh) * | 2012-05-28 | 2014-10-29 | 中国矿业大学 | 基于聚能爆破的定向水力致裂方法 |
CN102797465B (zh) * | 2012-09-10 | 2014-09-03 | 河南理工大学 | 煤矿井下超薄虚拟保护层水力开采方法 |
CN103089269B (zh) * | 2013-01-23 | 2015-03-11 | 中国矿业大学 | 利用水力切割预破顶煤提高开采率的方法 |
CN103075181B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-03-25 | 中北大学 | 顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法 |
CN103953343B (zh) * | 2014-04-03 | 2016-03-30 | 太原理工大学 | 一种对煤层坚硬顶板控制放顶的方法 |
CN104213932B (zh) * | 2014-08-07 | 2016-03-02 | 中国矿业大学 | 一种突出煤层水力相变致裂石门揭煤方法 |
CN104563990B (zh) * | 2015-01-06 | 2018-04-20 | 中国矿业大学 | 一种钻冲割一体化与注热协同强化煤层瓦斯抽采方法 |
CN104747232B (zh) * | 2015-01-26 | 2017-01-04 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 降低特厚煤层工作面远场坚硬顶板冲击性来压强度的方法 |
CN106703874B (zh) * | 2017-01-05 | 2020-10-13 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法 |
CN109098754B (zh) * | 2018-10-22 | 2020-04-14 | 天地科技股份有限公司 | 一种煤矿井下强弱化顶板冲击矿压预防方法 |
CN110195580B (zh) * | 2019-05-27 | 2022-04-05 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 一种气液两相联合作用煤层增透方法 |
CN110454164B (zh) * | 2019-09-18 | 2020-10-16 | 天地科技股份有限公司 | 冲击矿压巷道缓冲吸能带水力预置方法 |
CN110700798A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-17 | 中国矿业大学 | 一种含夹矸煤层的瓦斯高效抽采方法 |
CN111456698A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-07-28 | 太原理工大学 | 一种高能冲击定向水力压裂方法 |
CN112963133B (zh) * | 2021-03-11 | 2022-07-15 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种超长工作面中部煤体定向钻孔水力增透抽采瓦斯方法 |
CN112983420A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-18 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 一种采煤方法 |
CN114033375A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-11 | 重庆大学 | 一种水力切槽与高压劈裂耦合的坚硬顶板造缝方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1511219A (zh) * | 2001-05-22 | 2004-07-07 | 控制可渗透地层中灌注裂缝扩展方向的方法 | |
JP2008504470A (ja) * | 2004-06-23 | 2008-02-14 | ビー. カーレット ハリー | 深部地熱貯留層の開発および生産方法(関連出願のクロスレファレンス)本出願は、2004年6月23日出願の米国仮特許出願第60/582,626号および2005年2月7日出願の米国仮特許出願第60/650,667号の開示全体に優先権を主張し、かつ参照により本明細書に組み込む。 |
CN101498210A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-08-05 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种煤层气小井眼水力喷射定向压裂增产方法 |
-
2009
- 2009-08-27 CN CN 200910034388 patent/CN101718191B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1511219A (zh) * | 2001-05-22 | 2004-07-07 | 控制可渗透地层中灌注裂缝扩展方向的方法 | |
JP2008504470A (ja) * | 2004-06-23 | 2008-02-14 | ビー. カーレット ハリー | 深部地熱貯留層の開発および生産方法(関連出願のクロスレファレンス)本出願は、2004年6月23日出願の米国仮特許出願第60/582,626号および2005年2月7日出願の米国仮特許出願第60/650,667号の開示全体に優先権を主張し、かつ参照により本明細書に組み込む。 |
CN101498210A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-08-05 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种煤层气小井眼水力喷射定向压裂增产方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
黄炳香 等."煤岩体水力致裂弱化技术及其进展".《中国工程科学》.2007,第9卷(第4期),83-87. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101718191A (zh) | 2010-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101718191B (zh) | 一种水力割缝定向致裂方法 | |
US10370942B2 (en) | Method for integrated drilling, flushing, slotting and thermal injection for coalbed gas extraction | |
CN101644156B (zh) | 煤岩体水力爆破致裂弱化方法 | |
CN102654049B (zh) | 多孔线性控制水力致裂方法 | |
CN102383828B (zh) | 深孔水力致裂驱赶瓦斯浅孔抽采的增透与消突方法 | |
CN105332684A (zh) | 一种高压水爆与co2压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺 | |
CN104790951B (zh) | 弱化距煤层100~350m高位坚硬顶板的方法及装置 | |
CN103924925B (zh) | 一种水力喷射自进式钻孔增加煤层透气性方法及装置 | |
CN104763426B (zh) | 一种液氮低温预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 | |
CN107083967B (zh) | 利用水力压裂技术辅助隧道掘进机掘进极硬岩的方法及系统 | |
CN104632174A (zh) | 煤层液态二氧化碳压裂装置及方法 | |
CN105064967A (zh) | 煤层气体压裂与瓦斯驱赶的方法 | |
CN101440704B (zh) | 可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法及专用高能气体发生器 | |
CN110195580B (zh) | 一种气液两相联合作用煤层增透方法 | |
CN112593936B (zh) | 一种深部矿井多灾害区域超前综合防治方法 | |
CN104763427B (zh) | 一种超临界co2预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 | |
CN101666241A (zh) | 一种区域瓦斯治理钻爆压抽一体化防突方法 | |
CN204419145U (zh) | 煤层液态二氧化碳压裂装置 | |
CN105909225A (zh) | 综放工作面架间定向水压致裂顶煤弱化方法 | |
CN111119829A (zh) | 一种利用液氮冷冲击及相变气体循环损伤的煤层增透方法 | |
CN109751075A (zh) | 中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法 | |
CN107339084B (zh) | 一种可控且可活动的双激光束开采页岩气装置及方法 | |
CN102587958A (zh) | 一种开采煤层气的方法 | |
CN110344806B (zh) | 一种小井眼爆炸造缝辅助水力压裂方法 | |
CN104612640A (zh) | 一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |