CN105401930A - 二氧化碳相变煤层致裂器及利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二氧化碳相变煤层致裂器及利用方法，包括筒体螺纹连接阀体，特点在于：筒体两端螺纹连接带泄爆孔的连接头，连接头带有电缆线走线孔，筒体与两个连接头一侧开有放置电缆线的电缆线槽。由于电缆线在电缆线槽内，或电缆线一极在筒体内，另外一极为筒体，或电缆线都在筒体内，同时提供了利用方法，在将二氧化碳相变煤层致裂器送入煤层致裂钻孔时，可以用钻机旋转或直推入钻孔，避免了电缆线在其外部连接时造成断线，不用其它专用装备，送入钻孔的深度不受限制，工作效率高，可靠性强,采用螺旋体结构，直接转进煤体减少打钻环节，螺旋体结构利于排粉，同时与煤体紧密相嵌，提高了气体作用力并彻底解决了止飞的难题，可靠性强。
Description
技术领域
本发明涉及煤体致裂、增透、防突技术及装置，特别涉及二氧化碳相变煤层致裂器及利用方法。
背景技术
目前国内采用二氧化碳开采器进行煤层增透的方法得到了部分应用，该方法提高了煤层瓦斯抽采效率，是解决目前煤矿瓦斯抽采的一项创新技术，前期的井下工业实验数据表明，使用二氧化碳开采器进行致裂增透后煤层瓦斯抽采流量最大增加5倍左右，抽采瓦斯浓度提高近15倍左右，可以有效的缩短抽采时间，使得煤体瓦斯快速释放，并可以减少瓦斯事故发生，因此，二氧化碳增透技术是瓦斯治理领域的一项关键技术，实现了低透气煤层瓦斯的有效抽采，增强了瓦斯资源利用的技术保障。但目前现有的二氧化碳开采器存在许多应用上的问题。
现在国内通用的二氧化碳开采器均是采用英国cardox公司的二氧化碳开采器进行了改造，通过连接头将单个二氧化碳开采器进行串接，外面连接电缆线，由于连接线的原因，只能人工或采用工具顶推二氧化碳开采器到孔内，由于井下钻孔并不是直线，且存在煤渣、塌孔等原因致使目前的二氧化碳开采器均无法装入到致裂孔内50m以上，且经常出现电缆线断线事故，效率低、故障多。在实际工作中，煤层增透二氧化碳开采器装入致裂孔内应达到100m左右或以上。急需一种能够在装入钻孔时不断电缆线、高效、可靠的煤层致裂装置及利用方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足提供一种二氧化碳相变煤层致裂器及利用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体螺纹连接阀体，特点在于：筒体两端螺纹连接带泄爆孔的连接头，连接头带有电缆线走线孔，筒体与两个连接头一侧开有放置电缆线的电缆线槽。
其中：筒体一端与一个连接头接触部位放置有剪切片，阀体带有接线柱、充装口、充装开关，阀体还带有放置于筒体内的发热装置,筒体一端与一个连接头接触部位还放置有紫铜垫片。
其中：放置电缆线的电缆线槽用树脂材料封堵，筒体两端导线槽放置电缆线连接插头，用胶带封堵。
一种二氧化碳相变煤层致裂器的利用方法，包括筒体一端螺纹拧紧在阀体上，筒体另一端与连接头接触部位放入紫铜垫片、剪切片后螺纹拧紧，打开充装开关，从充装口充装满液态二氧化碳，关闭充装开关后，将阀体端的连接头螺纹拧紧在筒体，特点在于：①从电缆线走线孔将电缆线接在接线柱上，用电缆线连接插头连接电缆线，用胶带封堵其电缆线槽，用树脂材料封堵放置电缆线的其余电缆线槽，构成一个二氧化碳相变煤层致裂器，②在煤层中打一煤层致裂钻孔，将一个二氧化碳相变煤层致裂器一端部分插入钻孔，另一端螺纹连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，通过电缆线连接插头连接电缆线用胶带封堵其部分电缆线槽，用钻机旋转或直推入钻孔，再螺纹连接下一个二氧化碳相变煤层致裂器，再通过电缆线连接插头连接电缆线用胶带封堵其部分电缆线槽，再用钻机旋转或直推入钻孔，重复此操作，插入钻孔的二氧化碳相变煤层致裂器数量达到煤层致裂工程要求时停止此操作，通过电缆线接电激发发热装置让液态二氧化碳相变成高压气体使剪切片被剪掉，高压气体从泄爆孔喷出致裂煤体。
一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体一端螺纹连接阀体，筒体另一端螺纹连接连接头，阀体带有充装口、充装开关、放置于筒体内的发热装置，特点在于：阀体还带有连接销孔、一路电缆线的电极上端、用筒体作为另一路电缆线的电极接线柱，连接头带有连接销孔、电缆线的电极下端电缆线连接接线端、泄爆孔，筒体螺纹连接连接头的接触部位设置有连接电缆线的金属剪切片。
其中：金属剪切片用密封绝缘套作为密封垫，金属剪切片两面设有连接电缆线的电极接点，电极下端、电缆线连接接线端、电极上端处放置有绝缘环套，筒体内的电缆线设有电缆线连接插头。
其中：配备有与电极上端接触部位带绝缘垫的锥头，还配备有带电缆线电极上槽、连接销孔、连接电缆线启爆线的连接插槽、连接用筒体作为另一路电缆线接线端头插槽的电缆线接线端头，配备有与连接销孔配套的连接销。
其中：可将双极电缆放置于筒体内，筒体设置有螺旋体。
一种二氧化碳相变煤层致裂器的利用方法，特征在于：①主要用电极接线柱将一个电极连接在筒体上，筒体一端螺纹拧紧在阀体上，用电缆线连接插头连接电缆线后连接在金属剪切片一面的电极接点上，金属剪切片另一面通过电极接点接入电缆线，用螺纹连接筒体和连接头，电缆线用电缆线连接接线端连接，打开充装开关，从充装口充装满液态二氧化碳，关闭充装开关，构成一个二氧化碳相变煤层致裂器，②在煤层中打一煤层致裂钻孔，用连接销通过连接销孔将带绝缘垫的锥头固定在二氧化碳相变煤层致裂器的阀体上，将其二氧化碳相变煤层致裂器带锥头一端部分插入钻孔，另一端用连接销通过连接销孔连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，用钻机旋转或直推入钻孔，再用连接销通过连接销孔连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，再用钻机旋转或直推入钻孔，重复此操作，插入钻孔的二氧化碳相变煤层致裂器数量达到煤层致裂工程要求时停止此操作，将电缆线接线端头通过连接销孔连接到最后一个二氧化碳相变煤层致裂器上，通过电缆线接电激发发热装置让液态二氧化碳相变成高压气体使剪切片被剪掉，高压气体从泄爆孔喷出致裂煤体。
本发明的有益效果是：由于电缆线在电缆线槽内，或电缆线一极在筒体内，另外一极为筒体，或电缆线都在筒体内，同时提供了利用方法，在将二氧化碳相变煤层致裂器送入煤层致裂钻孔时，可以用钻机旋转或直推入钻孔，避免了电缆线在其外部连接时造成断线，不用其它专用装备，送入钻孔的深度不受限制，工作效率高，可靠性强,采用螺旋体结构，直接转进煤体减少打钻环节，螺旋体结构利于排粉，同时与煤体紧密相嵌，提高了气体作用力并彻底解决了止飞的难题，可靠性强。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
图1.本发明带有导线槽结构示意图；
图2.本发明带有导线槽结构的利用原理示意图；
图3.本发明带有内部电缆线结构示意图；
图4.本发明带有内部电缆线结构的利用原理示意图；
图5.本发明电缆线接线端头结构图。
图中:1.电缆线，2.连接头，3.泄爆孔，4.电缆线走线孔，5.阀体，6.接线柱，7.充装口，12.电缆线连接插头，14.发热装置，15.筒体，16.紫铜垫片，17.剪切片，18.电缆线槽，22.螺旋体，23.电极下端,27.接线端，71.充装开关，101.电极接线柱，103.电极上端，111.电缆线接线端头，116.电极上槽，117.连接销孔，118.密封绝缘套，119.电极接点，120.锥头，211.连接插槽，213.接线端头插槽，135.绝缘垫。
具体实施方式
实施例一
参见图1、图2，一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体15螺纹连接阀体5，特点在于：筒体15两端螺纹连接带泄爆孔3的连接头2，连接头2带有电缆线走线孔4，筒体15与两个连接头2一侧开有放置电缆线1的电缆线槽18。
其中：筒体15一端与一个连接头2接触部位放置有剪切片17，阀体5带有接线柱6、充装口7、充装开关71，阀体5还带有放置于筒体15内的发热装置14,筒体15一端与一个连接头2接触部位还放置有紫铜垫片16。
实施例二
参见图1、图2，一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体15螺纹连接阀体5，特点在于：筒体15两端螺纹连接带泄爆孔3的连接头2，连接头2带有电缆线走线孔4，筒体15与两个连接头2一侧开有放置电缆线1的电缆线槽18。
其中：筒体15一端与一个连接头2接触部位放置有剪切片17，阀体5带有接线柱6、充装口7、充装开关71，阀体5还带有放置于筒体15内的发热装置14,筒体15一端与一个连接头2接触部位还放置有紫铜垫片16。
其中：放置电缆线1的电缆线槽18用树脂材料封堵，筒体15两端导线槽18放置电缆线连接插头12，用胶带封堵。
一种二氧化碳相变煤层致裂器的利用方法，包括筒体15一端螺纹拧紧在阀体5上，筒体15另一端与连接头2接触部位放入紫铜垫片16、剪切片17后螺纹拧紧，打开充装开关71，从充装口7充装满液态二氧化碳，关闭充装开关71后，将阀体5端的连接头2螺纹拧紧在筒体15，特点在于：①从电缆线走线孔4将电缆线1接在接线柱6上，用电缆线连接插头12连接电缆线1，用胶带封堵其电缆线槽18，用树脂材料封堵放置电缆线1的其余电缆线槽18，构成一个二氧化碳相变煤层致裂器，②在煤层中打一煤层致裂钻孔，将一个二氧化碳相变煤层致裂器一端部分插入钻孔，另一端螺纹连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，通过电缆线连接插头12连接电缆线1用胶带封堵其部分电缆线槽18，用钻机旋转或直推入钻孔，再螺纹连接下一个二氧化碳相变煤层致裂器，再通过电缆线连接插头12连接电缆线1用胶带封堵其部分电缆线槽18，再用钻机旋转或直推入钻孔，重复此操作，插入钻孔的二氧化碳相变煤层致裂器数量达到煤层致裂工程要求时停止此操作，通过电缆线1接电激发发热装置14让液态二氧化碳相变成高压气体使剪切片17被剪掉，高压气体从泄爆孔3喷出致裂煤体。
实施例三
参见图3、图4、图5，一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体15一端螺纹连接阀体5，筒体15另一端螺纹连接连接头2，阀体5带有充装口7、充装开关71、放置于筒体15内的发热装置，特点在于：阀体5还带有连接销孔117、一路电缆线1的电极上端103、用筒体15作为另一路电缆线的电极接线柱101，连接头2带有连接销孔117、电缆线1的电极下端23电缆线连接接线端27、泄爆孔3，筒体15螺纹连接连接头2的接触部位设置有连接电缆线1的金属剪切片17。
其中：金属剪切片17用密封绝缘套118作为密封垫，金属剪切片17两面设有连接电缆线1的电极接点119，电极下端23、电缆线连接接线端27、电极上端103处放置有绝缘环套，筒体15内的电缆线设有电缆线连接插头12。
实施例四
参见图3、图4、图5，一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体15一端螺纹连接阀体5，筒体15另一端螺纹连接连接头2，阀体5带有充装口7、充装开关71、放置于筒体15内的发热装置，特点在于：阀体5还带有连接销孔117、一路电缆线1的电极上端103、用筒体15作为另一路电缆线的电极接线柱101，连接头2带有连接销孔117、电缆线1的电极下端23电缆线连接接线端27、泄爆孔3，筒体15螺纹连接连接头2的接触部位设置有连接电缆线1的金属剪切片17。
其中：金属剪切片17用密封绝缘套118作为密封垫，金属剪切片17两面设有连接电缆线1的电极接点119，电极下端23、电缆线连接接线端27、电极上端103处放置有绝缘环套，筒体15内的电缆线设有电缆线连接插头12。
其中：配备有与电极上端103接触部位带绝缘垫135的锥头120，还配备有带电缆线电极上槽116、连接销孔117、连接电缆线启爆线的连接插槽211、连接用筒体15作为另一路电缆线接线端头插槽213的电缆线接线端头111，配备有与连接销孔117配套的连接销。
实施例五
参见图3、图4、图5，一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体15一端螺纹连接阀体5，筒体15另一端螺纹连接连接头2，阀体5带有充装口7、充装开关71、放置于筒体15内的发热装置，特点在于：阀体5还带有连接销孔117、一路电缆线1的电极上端103、用筒体15作为另一路电缆线的电极接线柱101，连接头2带有连接销孔117、电缆线1的电极下端23电缆线连接接线端27、泄爆孔3，筒体15螺纹连接连接头2的接触部位设置有连接电缆线1的金属剪切片17。
其中：金属剪切片17用密封绝缘套118作为密封垫，金属剪切片17两面设有连接电缆线1的电极接点119，电极下端23、电缆线连接接线端27、电极上端103处放置有绝缘环套，筒体15内的电缆线设有电缆线连接插头12。
其中：配备有与电极上端103接触部位带绝缘垫135的锥头120，还配备有带电缆线电极上槽116、连接销孔117、连接电缆线启爆线的连接插槽211、连接用筒体15作为另一路电缆线接线端头插槽213的电缆线接线端头111，配备有与连接销孔117配套的连接销。
其中：可将双极电缆放置于筒体内，筒体15设置有螺旋体22。
一种二氧化碳相变煤层致裂器的利用方法，特征在于：①主要用电极接线柱101将一个电极连接在筒体15上，筒体15一端螺纹拧紧在阀体5上，用电缆线连接插头12连接电缆线1后连接在金属剪切片17一面的电极接点119上，金属剪切片17另一面通过电极接点接入电缆线1，用螺纹连接筒体15和连接头2，电缆线1用电缆线连接接线端27连接，打开充装开关71，从充装口7充装满液态二氧化碳，关闭充装开关71，构成一个二氧化碳相变煤层致裂器，②在煤层中打一煤层致裂钻孔，用连接销通过连接销孔117将带绝缘垫135的锥头120固定在二氧化碳相变煤层致裂器的阀体5上，将其二氧化碳相变煤层致裂器带锥头120一端部分插入钻孔，另一端用连接销通过连接销孔117连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，用钻机旋转或直推入钻孔，再用连接销通过连接销孔117连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，再用钻机旋转或直推入钻孔，重复此操作，插入钻孔的二氧化碳相变煤层致裂器数量达到煤层致裂工程要求时停止此操作，将电缆线接线端头111通过连接销孔117连接到最后一个二氧化碳相变煤层致裂器上，通过电缆线接电激发发热装置14让液态二氧化碳相变成高压气体使剪切片17被剪掉，高压气体从泄爆孔3喷出致裂煤体。
Claims (11)
1.一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体螺纹连接阀体，特征在于：筒体两端螺纹连接带泄爆孔的连接头，连接头带有电缆线走线孔，筒体与两个连接头一侧开有放置电缆线的电缆线槽。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：筒体一端与一个连接头接触部位放置有剪切片，阀体带有接线柱、充装口、充装开关，阀体还带有放置于筒体内的发热装置,筒体一端与一个连接头接触部位还放置有紫铜垫片。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：放置电缆线的电缆线槽用树脂材料封堵，筒体两端导线槽放置电缆线连接插头，用胶带封堵。
4.根据权利要求2所述的一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：放置电缆线的电缆线槽用树脂材料封堵，筒体两端导线槽放置电缆线连接插头，用胶带封堵。
5.一种二氧化碳相变煤层致裂器，包括筒体一端螺纹连接阀体，筒体另一端螺纹连接连接头，阀体带有充装口、充装开关、放置于筒体内的发热装置，特征在于：阀体还带有连接销孔、一路电缆线的电极上端、用筒体作为另一路电缆线的电极接线柱，连接头带有连接销孔、电缆线的电极下端电缆线连接接线端、泄爆孔，筒体螺纹连接连接头的接触部位设置有连接电缆线的金属剪切片。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：金属剪切片用密封绝缘套作为密封垫，金属剪切片两面设有连接电缆线的电极接点，电极下端、电缆线连接接线端、电极上端处放置有绝缘环套，筒体内的电缆线设有电缆线连接插头。
7.根据权利要求5所述的一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：配备有与电极上端接触部位带绝缘垫的锥头，还配备有带电缆线电极上槽、连接销孔、连接电缆线启爆线的连接插槽、连接用筒体作为另一路电缆线接线端头插槽的电缆线接线端头，配备有与连接销孔配套的连接销。
8.根据权利要求6所述的一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：配备有与电极上端接触部位带绝缘垫的锥头，还配备有带电缆线电极上槽、连接销孔、连接电缆线启爆线的连接插槽、连接用筒体作为另一路电缆线接线端头插槽的电缆线接线端头，配备有与连接销孔配套的连接销。
9.根据权利要求5-8所述的任一种二氧化碳相变煤层致裂器，其特征在于：可将双极电缆放置于筒体内，筒体设置有螺旋体。
10.根据权利要求1-4所述的任一种二氧化碳相变煤层致裂器的利用方法，包括筒体一端螺纹拧紧在阀体上，筒体另一端与连接头接触部位放入紫铜垫片、剪切片后螺纹拧紧，打开充装开关，从充装口充装满液态二氧化碳，关闭充装开关后，将阀体端的连接头螺纹拧紧在筒体，特征在于：①从电缆线走线孔将电缆线接在接线柱上，用电缆线连接插头连接电缆线，用胶带封堵其电缆线槽，用树脂材料封堵放置电缆线的其余电缆线槽，构成一个二氧化碳相变煤层致裂器，②在煤层中打一煤层致裂钻孔，将一个二氧化碳相变煤层致裂器一端部分插入钻孔，另一端螺纹连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，通过电缆线连接插头连接电缆线用胶带封堵其部分电缆线槽，用钻机旋转或直推入钻孔，再螺纹连接下一个二氧化碳相变煤层致裂器，再通过电缆线连接插头连接电缆线用胶带封堵其部分电缆线槽，再用钻机旋转或直推入钻孔，重复此操作，插入钻孔的二氧化碳相变煤层致裂器数量达到煤层致裂工程要求时停止此操作，通过电缆线接电激发发热装置让液态二氧化碳相变成高压气体使剪切片被剪掉，高压气体从泄爆孔喷出致裂煤体。
11.根据权利要求5-9所述的任一种二氧化碳相变煤层致裂器的利用方法，特征在于：①主要用电极接线柱将一个电极连接在筒体上，筒体一端螺纹拧紧在阀体上，用电缆线连接插头连接电缆线后连接在金属剪切片一面的电极接点上，金属剪切片另一面通过电极接点接入电缆线，用螺纹连接筒体和连接头，电缆线用电缆线连接接线端连接，打开充装开关，从充装口充装满液态二氧化碳，关闭充装开关，构成一个二氧化碳相变煤层致裂器，②在煤层中打一煤层致裂钻孔，用连接销通过连接销孔将带绝缘垫的锥头固定在二氧化碳相变煤层致裂器的阀体上，将其二氧化碳相变煤层致裂器带锥头一端部分插入钻孔，另一端用连接销通过连接销孔连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，用钻机旋转或直推入钻孔，再用连接销通过连接销孔连接另一个二氧化碳相变煤层致裂器，再用钻机旋转或直推入钻孔，重复此操作，插入钻孔的二氧化碳相变煤层致裂器数量达到煤层致裂工程要求时停止此操作，将电缆线接线端头通过连接销孔连接到最后一个二氧化碳相变煤层致裂器上，通过电缆线接电激发发热装置让液态二氧化碳相变成高压气体使剪切片被剪掉，高压气体从泄爆孔喷出致裂煤体。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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