CN102628352A - 一种多段式定点水力压裂方法 - Google Patents

一种多段式定点水力压裂方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102628352A
CN102628352A CN2012101185769A CN201210118576A CN102628352A CN 102628352 A CN102628352 A CN 102628352A CN 2012101185769 A CN2012101185769 A CN 2012101185769A CN 201210118576 A CN201210118576 A CN 201210118576A CN 102628352 A CN102628352 A CN 102628352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
pressure break
hydraulic fracturing
hole sealing
polyurethane reaction
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.)
Granted
Application number
CN2012101185769A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102628352B (zh
Inventor
翟成
林柏泉
倪冠华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201210118576.9A priority Critical patent/CN102628352B/zh
Publication of CN102628352A publication Critical patent/CN102628352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102628352B publication Critical patent/CN102628352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种多段式定点水力压裂方法，适用于在高瓦斯高地应力煤层中进行多段定点水力压裂作业。将多段压裂管连接为一体，通过间隔设置的多个封孔聚氨酯反应袋对钻孔进行分段注浆，当回浆管出浆时，关闭回浆管阀门和注浆管阀门，停止注浆；待注浆材料凝固完全后，通过压裂管与多级水力压裂设备连接，对阻隔的第一压裂区和第二压裂区进行水力压裂，当多级水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门，停止注水。实现了煤层多段定点水力压裂，水力压裂影响区域增加，抽采瓦斯浓度增大，效果好，成本低。

Description

一种多段式定点水力压裂方法
技术领域
本发明涉及一种多段式定点水力压裂方法，属于煤矿井下区域瓦斯治理技术领域，尤其适用于在高瓦斯高地应力煤层中进行多段定点水力压裂作业。
背景技术
我国煤矿地质条件复杂，高瓦斯煤层占50%-70%，而高瓦斯低透气性煤层又占其中的70%左右。因此，煤矿在开采过程中常需要进行区域瓦斯治理作业，采取煤层水力压裂等矿井区域性瓦斯防治措施。然而，现有的煤层水力压裂技术较为落后，不仅费工费时，工作量大、成本高，而且只能进行一级水力压裂，沿钻孔走向影响区域小，抽采瓦斯浓度低，瓦斯压力难以释放。为了解决现有水力压裂技术缺陷，需要研究煤层多段定点水力压裂方法，以满足煤矿现场矿井瓦斯防治等工作的需要。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有水力压裂技术中的不足之处，提供一种压裂影响区域大，效果明显、成功率高、成本低的多段定点水力压裂方法。
技术方案：本发明多段式定点水力压裂方法，采用直径为25mm的无缝钢管作为压裂管，采用直径为19mm的镀锌管作为注浆管和回浆管，其压裂方法步骤如下：
a．将多段压裂管连接为一体，将压裂管的前端封口，在距离压裂管前端0～2m的范围内和距离压裂管前端8~10m的范围内的压裂管上分别施工若干小孔，在距离压裂管前端3m处固定第一封孔聚氨酯反应袋；
b．将多段注浆管和多段回浆管分别连接，在距离注浆管前端0～2m的范围内和距离注浆管前端6~12m的范围内分别开有花眼；
c．在距离压裂管前端8m处，用第二封孔聚氨酯反应袋同时固定压裂管、注浆管和回浆管，注浆管位于压裂管的下部，回浆管位于压裂管的上部，第二封孔聚氨酯反应袋内侧端距离注浆管的前端为2～3m，第二封孔聚氨酯反应袋内侧端距离回浆管的前端为1～2m；
d．挤压第一、二封孔聚氨酯反应袋，使其反应，将用第二封孔聚氨酯反应袋同时固定的压裂管、注浆管和回浆管迅速送入施工好的钻孔内，当送入钻孔内的压裂管前端距离孔口接近10m时，用第三封孔聚氨酯反应袋同时固定压裂管、注浆管和回浆管； 
e．挤压第三封孔聚氨酯反应袋，继续将压裂管前端送到距离孔口20m的第一压裂区，用第四封孔聚氨酯反应袋同时固定的压裂管、注浆管和回浆管并送到距离孔口2m处的钻孔内； 
f．待四个封孔聚氨酯反应袋完全膨胀固化后，将注浆管与注浆设备连接，向第一封孔段和第二封孔段注入PD复合封孔材料，当回浆管出浆时，关闭回浆管阀门和注浆管阀门，停止注浆；
g．待PD复合封孔材料凝固完全后，将压裂管与多级水力压裂设备连接，对第一压裂区和第二封孔聚氨酯反应袋、第三封孔聚氨酯反应袋之间的第二压裂区进行水力压裂，当多级水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门，停止注水。
所述的压裂管采用直径为25mm的无缝钢管，注浆管和回浆管均采用直径为19mm的镀锌管；所述的钻孔深度为70~80m；所述的第一封孔段长度为10m，第二封孔段长度为5m。
有益效果：由于采用了上述技术方案，解决了现有水力压裂技术缺陷，实现了煤层多段定点水力压裂，水力压裂影响区域增加，抽采瓦斯浓度增大，瓦斯抽采的工作量小，成本低，效果显著，满足了煤矿现场矿井瓦斯防治等工作的需要。从而达到改善煤的力学性质、降低工作面前方煤体的应力，加速瓦斯的排放速度的效果，提高了高瓦斯煤层的透气性。
附图说明
图1是本发明的多段式定点水力压裂方法实施例示意图。
图中：1—煤层，2—回浆管，3—压裂管，4—注浆管，5—钻孔，6—小孔，7-1—第一封孔聚氨酯反应袋，7-2—第二封孔聚氨酯反应袋，7-3—第三封孔聚氨酯反应袋，7-4—第四封孔聚氨酯反应袋，8—PD复合封孔材料，9—第一压裂区，10-1—回浆管阀门，10-2—压裂管阀门，10-3—注浆管阀门，11—第二封孔段，12—第二压裂区，13—第一封孔段，14—花眼。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明的多段式定点水力压裂方法，采用直径为25mm的无缝钢管作为压裂管3，采用直径为19mm的镀锌管作为注浆管4和回浆管2；
a．依次将多段压裂管3连接为一体，并将压裂管3的前端口封住，在距离压裂管3前端0～2m的范围内和距离压裂管3前端8~10m的范围内的压裂管3上分别施工若干小孔6，在距离压裂管3前端3m处固定第一封孔聚氨酯反应袋7-1，聚氨酯反应袋装的是两种化学浆液混合后可发生反应的高分子材料； 
b．依次将多段注浆管4和多段回浆管2分别进行连接，在距离注浆管4前端0～2m的范围内和距离注浆管4前端6~12m的范围内分别开有花眼14；
c．在距离压裂管3前端8m处，用第二封孔聚氨酯反应袋7-2同时固定压裂管3、注浆管4和回浆管2，注浆管4位于压裂管3的下部，回浆管2位于压裂管3的上部，第二封孔聚氨酯反应袋7-2内侧端距离注浆管4的前端为2～3m，第二封孔聚氨酯反应袋7-2内侧端距离回浆管的前端为1～2m；
d．按常规技术向煤层1施工钻孔5，钻孔5的深度达到70~80m，挤压第一、二封孔聚氨酯反应袋，使两种化学浆液混合从而反应，将用第二封孔聚氨酯反应袋7-2同时固定的压裂管3、注浆管4和回浆管2迅速送入钻孔5内，当送入钻孔5内的压裂管3前端距离孔口接近10m时，用第三封孔聚氨酯反应袋7-3同时固定压裂管3、注浆管4和回浆管2； 
e．挤压第三封孔聚氨酯反应袋7-3，继续将压裂管3前端送到距离孔口20m的第一压裂区9，用第四封孔聚氨酯反应袋7-4同时固定的压裂管3、注浆管4和回浆管2并送到距离孔口2m处的钻孔5内； 
f．待四个封孔聚氨酯反应袋反应完全后，聚氨酯膨胀固化，第一封孔聚氨酯反应袋和第二封孔反应袋形成的空间为第二封孔段11，第三封孔聚氨酯反应袋和第四封孔聚氨酯反应袋形成的空间为第一封孔段13，将注浆管4，压裂管3，回浆管2固定，向第一封孔段13和第二封孔段11注入PD复合封孔材料8，待回浆管2出浆时，表示第一封孔段13和第二封孔段11浆液已经注满，关闭回浆管阀门10-1和注浆管阀门10-3，停止注浆，所述的第一封孔段13长度为10m，第二封孔段11长度为5m；
g．待PD复合封孔材料8凝固完全后，将压裂管3与多级水力压裂设备连接，对第一压裂区9和第二封孔聚氨酯反应袋7-2、第三封孔聚氨酯反应袋7-3之间的第二压裂区12进行水力压裂，当多级水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门10-2，停止注水。

Claims (3)

1.一种多段式定点水力压裂方法，其特征在于：采用直径为25mm的无缝钢管作为压裂管（3），采用直径为19mm的镀锌管作为注浆管（4）和回浆管（2），其压裂方法步骤如下： 
a．将多段压裂管（3）连接为一体，将压裂管（3）的前端封口，在距离压裂管（3）前端0～2m的范围内和距离压裂管（3）前端8~10m的范围内的压裂管（3）上分别施工若干小孔（6），在距离压裂管（3）前端3m处固定第一封孔聚氨酯反应袋（7-1）；
b．将多段注浆管（4）和多段回浆管（2）分别连接，在距离注浆管（4）前端0～2m的范围内和距离注浆管（4）前端6~12m的范围内分别开有花眼（14）；
c．在距离压裂管（3）前端8m处，用第二封孔聚氨酯反应袋（7-2）同时固定压裂管（3）、注浆管（4）和回浆管（2），注浆管（4）位于压裂管（3）的下部，回浆管（2）位于压裂管（3）的上部，第二封孔聚氨酯反应袋（7-2）内侧端距离注浆管（4）的前端为2～3m，第二封孔聚氨酯反应袋（7-2）内侧端距离回浆管的前端为1～2m；
d．挤压第一、二封孔聚氨酯反应袋，使其反应，将用第二封孔聚氨酯反应袋（7-2）同时固定的压裂管（3）、注浆管（4）和回浆管（2）迅速送入施工好的钻孔（5）内，当送入钻孔（5）内的压裂管（3）前端距离孔口接近10m时，用第三封孔聚氨酯反应袋（7-3）同时固定压裂管（3）、注浆管（4）和回浆管（2）； 
e．挤压第三封孔聚氨酯反应袋（7-3），继续将压裂管（3）前端送到距离孔口20m的第一压裂区（9），用第四封孔聚氨酯反应袋（7-4）同时固定的压裂管（3）、注浆管（4）和回浆管（2）并送到距离孔口2m处的钻孔（5）内； 
f．待四个封孔聚氨酯反应袋完全膨胀固化后，将注浆管（4）与注浆设备连接，向第一封孔段（13）和第二封孔段（11）注入PD复合封孔材料（8），当回浆管（2）出浆时，关闭回浆管阀门（10-1）和注浆管阀门（10-3），停止注浆；
g．待PD复合封孔材料（8）凝固完全后，将压裂管（3）与多级水力压裂设备连接，对第一压裂区（9）和第二封孔聚氨酯反应袋（7-2）、第三封孔聚氨酯反应袋（7-3）之间的第二压裂区（12）进行水力压裂，当多级水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门（10-2），停止注水。
2.根据权利要求1所述的多段式定点水力压裂方法，其特征在于：所述的钻孔（5）深度为70~80m。
3.根据权利要求1所述的多段式定点水力压裂方法，其特征在于：所述的第一封孔段（13）长度为10m，第二封孔段（11）长度为5m。
CN201210118576.9A 2012-04-23 2012-04-23 一种多段式定点水力压裂方法 Active CN102628352B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210118576.9A CN102628352B (zh) 2012-04-23 2012-04-23 一种多段式定点水力压裂方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210118576.9A CN102628352B (zh) 2012-04-23 2012-04-23 一种多段式定点水力压裂方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102628352A true CN102628352A (zh) 2012-08-08
CN102628352B CN102628352B (zh) 2014-07-16

Family

ID=46586724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210118576.9A Active CN102628352B (zh) 2012-04-23 2012-04-23 一种多段式定点水力压裂方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102628352B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797448A (zh) * 2012-08-31 2012-11-28 中国矿业大学 后退分段式水力致裂方法
CN103075128A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN104314607A (zh) * 2014-08-28 2015-01-28 太原理工大学 一种多阶段提高煤层钻孔瓦斯抽采浓度的方法
CN104632174A (zh) * 2014-12-29 2015-05-20 西安科技大学 煤层液态二氧化碳压裂装置及方法
CN105041299A (zh) * 2015-08-13 2015-11-11 贵州大学 一种三堵两段式注浆封孔测压结构及其实施方法
CN105507940A (zh) * 2016-01-11 2016-04-20 山东科技大学 一种割封压一体化强化瓦斯抽采装置及方法
CN105673064A (zh) * 2016-01-11 2016-06-15 山东科技大学 一种耐高压钻孔密封装置及方法
CN109838274A (zh) * 2019-01-25 2019-06-04 华北科技学院 一种前注后抽的顺煤层倾斜钻孔瓦斯治理装置与方法
CN110513142A (zh) * 2019-09-17 2019-11-29 河南理工大学 井下防喷孔防泄漏的聚氨酯封孔装置及其施工方法
CN113250670A (zh) * 2021-05-12 2021-08-13 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 单孔多段同步控制压裂煤体增透系统及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665990A (en) * 1984-07-17 1987-05-19 William Perlman Multiple-stage coal seam fracing method
CN101403314A (zh) * 2008-11-18 2009-04-08 河南理工大学 煤矿井下钻孔水力压裂增透抽采瓦斯工艺
CN101575983A (zh) * 2009-02-27 2009-11-11 河南省煤层气开发利用有限公司 煤矿井下定向压裂增透消突方法及压裂增透消突装置
CN102080526A (zh) * 2011-01-17 2011-06-01 河南理工大学 地面煤层顶板顺层水平压裂井抽采瓦斯方法
CN102140901A (zh) * 2011-05-13 2011-08-03 中国矿业大学 一种耐高压钻孔密封方法
CN202023547U (zh) * 2011-04-29 2011-11-02 中国矿业大学 煤矿井下脉动水力压裂设备
CN102287163A (zh) * 2011-09-08 2011-12-21 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 煤矿井下超高压压裂孔的钻孔封孔方法及封孔装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665990A (en) * 1984-07-17 1987-05-19 William Perlman Multiple-stage coal seam fracing method
CN101403314A (zh) * 2008-11-18 2009-04-08 河南理工大学 煤矿井下钻孔水力压裂增透抽采瓦斯工艺
CN101575983A (zh) * 2009-02-27 2009-11-11 河南省煤层气开发利用有限公司 煤矿井下定向压裂增透消突方法及压裂增透消突装置
CN102080526A (zh) * 2011-01-17 2011-06-01 河南理工大学 地面煤层顶板顺层水平压裂井抽采瓦斯方法
CN202023547U (zh) * 2011-04-29 2011-11-02 中国矿业大学 煤矿井下脉动水力压裂设备
CN102140901A (zh) * 2011-05-13 2011-08-03 中国矿业大学 一种耐高压钻孔密封方法
CN102287163A (zh) * 2011-09-08 2011-12-21 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 煤矿井下超高压压裂孔的钻孔封孔方法及封孔装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797448A (zh) * 2012-08-31 2012-11-28 中国矿业大学 后退分段式水力致裂方法
CN102797448B (zh) * 2012-08-31 2015-06-17 中国矿业大学 后退分段式水力致裂方法
CN103075128A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN103075128B (zh) * 2012-12-31 2015-07-29 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN104314607A (zh) * 2014-08-28 2015-01-28 太原理工大学 一种多阶段提高煤层钻孔瓦斯抽采浓度的方法
CN104632174A (zh) * 2014-12-29 2015-05-20 西安科技大学 煤层液态二氧化碳压裂装置及方法
CN105041299A (zh) * 2015-08-13 2015-11-11 贵州大学 一种三堵两段式注浆封孔测压结构及其实施方法
CN105507940A (zh) * 2016-01-11 2016-04-20 山东科技大学 一种割封压一体化强化瓦斯抽采装置及方法
CN105673064A (zh) * 2016-01-11 2016-06-15 山东科技大学 一种耐高压钻孔密封装置及方法
CN105507940B (zh) * 2016-01-11 2018-01-30 山东科技大学 一种割封压一体化强化瓦斯抽采装置及方法
CN109838274A (zh) * 2019-01-25 2019-06-04 华北科技学院 一种前注后抽的顺煤层倾斜钻孔瓦斯治理装置与方法
CN110513142A (zh) * 2019-09-17 2019-11-29 河南理工大学 井下防喷孔防泄漏的聚氨酯封孔装置及其施工方法
CN110513142B (zh) * 2019-09-17 2024-03-01 河南理工大学 井下防喷孔防泄漏的聚氨酯封孔装置及其施工方法
CN113250670A (zh) * 2021-05-12 2021-08-13 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 单孔多段同步控制压裂煤体增透系统及方法
CN113250670B (zh) * 2021-05-12 2022-08-02 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 单孔多段同步控制压裂煤体增透系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102628352B (zh) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102628352B (zh) 一种多段式定点水力压裂方法
CN101575983B (zh) 煤矿井下定向压裂增透消突方法及压裂增透消突装置
CN102628345B (zh) 一种高密封性的近水平钻孔密封方法
CN100526606C (zh) 突出煤层下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方法
CN102678167B (zh) 近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法
CN105114116B (zh) 一种水热耦合压裂强化区域瓦斯抽采方法
CN102926700B (zh) 一种具有多段密封的注浆囊式封孔器
CN103075128A (zh) 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN104314508A (zh) 一种用于煤层瓦斯抽排钻孔的封孔方法
CN102704986A (zh) 一种瓦斯抽采孔控压封孔的方法
CN105507940A (zh) 一种割封压一体化强化瓦斯抽采装置及方法
CN104295263A (zh) 一种用于煤层瓦斯抽排的钻孔径向封孔器
CN203452801U (zh) 一种用于隧道施工的分段式脉冲注浆系统
CN214330681U (zh) 一种煤矿瓦斯抽采钻孔三堵两注封孔器
CN112727535A (zh) 一种液态co2协同钻孔充水的煤体致裂增透方法
CN103758486A (zh) 无管注浆封孔装置
CN103470212A (zh) 一种主动式钻孔封孔装置及方法
CN103334714A (zh) 一种用于快速封孔的囊袋装置
CN103696748A (zh) 不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱
CN105003294B (zh) 一种基于水热耦合压裂煤体石门揭煤方法
CN108868827A (zh) 千米深井高地应力组合锚索注浆封孔装置及封孔方法
CN203742542U (zh) 无管注浆封孔装置
CN107191218B (zh) 一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法
CN105971553A (zh) 一种便捷式瓦斯钻孔封孔装置及其使用方法
CN103195470A (zh) 钻孔施工瓦斯涌出收集装置

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