CN106703874B - 一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法 - Google Patents

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Abstract

一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，步骤包括：在压裂管体前端头安装锥头体，间隔一定距离，安设一个喷嘴压头，在相邻两个喷嘴压头之间安设一个隔离膨胀体；将压裂管体放入钻孔内，对钻孔进行封孔，形成封孔段；在压裂管体上安装止水装置；向压裂管体内注入压强较低的高压水，使隔离膨胀体膨胀与钻孔挤压接触后，停止注入；待一定时间后，再向压裂管体内注入压强较高的高压水，使高压水从喷嘴压头喷出压裂煤体。本发明能够有效提高水力压裂的成功率，有效克服高水压致裂裂缝单一、起裂位置难以控制的技术问题。

Description

一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法
技术领域
本发明涉及一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法。
背景技术
随着我国煤矿进入深部开采，煤层瓦斯难抽采特征日趋显著，井下煤层水力压裂技术能够较为有效提高煤层渗透率，提高钻孔瓦斯抽采效果，具有增透影响范围大的优点。但现有的水力压裂方法，受压裂泵站自身性能的限制，导致水压波动变化杂乱，直接影响了水压在钻孔内的传播；同时，常规水力压裂常采用较大的高压水作业，煤层易形成较大裂隙的贯通并导致卸压，导致压裂效应消失，造成水力压裂破坏作用停止，往往造成几十米压裂钻孔的抽采效果较差。另外，由于煤层复杂多变，钻孔内水力压裂的起裂位置难以控制，直接造成了水压致裂的低效。
发明内容
为了解决现有技术所面临的钻孔内水压传播衰减幅度大，较易形成宏观大裂隙，降低水压致裂效率的技术问题，本发明提供了一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，步骤包括：
（a）在压裂管体前端头安装锥头体，每隔一定距离，在所述压裂管体上安设一个喷嘴压头，在相邻两个所述喷嘴压头之间安设一个隔离膨胀体；
（b）将所述压裂管体放入钻孔内，对所述钻孔进行封孔，形成封孔段；
（c）在所述压裂管体上安装止水装置；
（d）向所述压裂管体内注入压强较低的高压水，使所述隔离膨胀体膨胀与所述钻孔挤压接触后，停止注入；
（e）待一定时间后，再向所述压裂管体内注入压强较高的高压水，使高压水从所述喷嘴压头喷出压裂煤体。
在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法的步骤（b）前，在所述压裂管体上还安设一个封孔膨胀体，所述封孔膨胀体的后端与所述封孔段的前端相接触。
在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法的步骤（c）后，在所述压裂管体上还安设一个脉冲振荡器，高压水通过所述脉冲振荡器进入所述压裂管体在所述钻孔内部分。
在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法的步骤（e）后，每隔一定时间，将高压水水压升高一定数值，待观测孔内流出水量达到0.6m3/h，停止注水。
在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法的步骤（e）后，每隔20min，将高压水水压升高2-5MPa。
在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法的步骤（e）后，当所述压裂管体内的水压5s内降低值超过4MPa及作业区瓦斯浓度升高50%时，停止注水。
在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法中，压强较低的高压水压强范围为3MPa≤p低＜5MPa，压强较高的高压水压强范围为5MPa≤p高≤10MPa。
在在上述井下煤层多点脉冲水压致裂方法中，所述喷嘴压头由两个锥直型喷嘴呈180°对称分布构成，喷嘴压头的出口直径为4-6mm。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，通过在压裂管体上安设多个喷嘴压头和多个隔离膨胀体，有效提高钻孔密封效果，降低压裂过程中的钻孔漏水情况的发生，提高水力压裂的成功率，有效克服高水压裂致裂裂缝单一、起裂位置难以控制的技术问题，本发明能够使煤层渗透率提高50倍以上，钻孔抽采率提高50%以上。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明井下煤层水压致裂方法实施示意图。
图中标记为：1-压裂管体，2-锥头体，3-喷嘴压头，4-隔离膨胀体，5-封孔膨胀体，6-封孔段，7-止水装置，8-脉冲振荡器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1所示是本发明一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法的优选实施例。
一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：步骤包括：
（a）在压裂管体1前端头安装锥头体2，每隔一定距离，在所述压裂管体1上安设一个喷嘴压头3，在相邻两个所述喷嘴压头3之间安设一个隔离膨胀体4；
（b）将所述压裂管体1放入钻孔内，对所述钻孔进行封孔，形成封孔段6；
（c）在所述压裂管体1上安装止水装置7；
（d）向所述压裂管体1内注入压强较低的高压水，使所述隔离膨胀体4膨胀与所述钻孔挤压接触后，停止注入；
（e）待一定时间后，再向所述压裂管体1内注入压强较高的高压水，使高压水从所述喷嘴压头喷出压裂煤体。
压强较低的高压水压强范围为3MPa≤p低＜5MPa，压强较高的高压水压强范围为5MPa≤p高≤10MPa。
所述喷嘴压头3由两个锥直型喷嘴呈180°对称分布构成，喷嘴压头3的出口直径为4-10mm。
在步骤（b）前，在所述压裂管体1上还安设一个封孔膨胀体5，所述封孔膨胀体5的后端与所述封孔段6的前端相接触。
在步骤（c）后，在所述压裂管体1上还安设一个脉冲振荡器8，高压水通过所述脉冲振荡器8进入所述压裂管体1在所述钻孔内部分。
在本实施例中，在步骤（e）后，每隔20min，将高压水水压升高2-5MPa，待观测孔内流出水量达到0.6m3/h，停止注水。
在其他实施例中，在步骤（e）后，当所述压裂管体1内的水压5s内降低值超过4MPa及作业区瓦斯浓度升高50%时，停止注水。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：步骤包括：
(a)在压裂管体(1)前端头安装锥头体(2)，间隔一定距离，在所述压裂管体(1)上安设多个喷嘴压头(3)，在相邻两个所述喷嘴压头(3)之间安设一个隔离膨胀体(4)；所述喷嘴压头(3)由两个锥直型喷嘴呈180°对称分布构成；
(b)将所述压裂管体(1)放入钻孔内，对所述钻孔进行封孔，形成封孔段(6)；
(c)在所述压裂管体(1)上安装止水装置(7)；
在所述压裂管体(1)上还安设一个脉冲振荡器(8)，高压水通过所述脉冲振荡器(8)进入所述压裂管体(1)在所述钻孔内部分；
(d)向所述压裂管体(1)内注入压强较低的高压水，使所述隔离膨胀体(4)膨胀与所述钻孔挤压接触后，停止注入；
(e)待一定时间后，再向所述压裂管体(1)内注入压强较高的高压水，使高压水从所述喷嘴压头喷出压裂煤体；
压强较低的高压水压强范围为3MPa≤p低＜5MPa，压强较高的高压水压强范围为5MPa≤p高≤10MPa。
2.根据权利要求1所述的一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：在步骤(b)前，在所述压裂管体(1)上还安设一个封孔膨胀体(5)，所述封孔膨胀体(5)的后端与所述封孔段(6)的前端相接触。
3.根据权利要求1所述的一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：在步骤(e)后，每隔一定时间，将高压水水压升高一定数值，待观测孔内流出水量达到0.6m3/h，停止注水。
4.根据权利要求3所述种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：在步骤(e)后，每隔20min，将高压水水压升高2-5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：在步骤(e)后，当所述压裂管体(1)内的水压5s内降低值超过4MPa及作业区瓦斯浓度升高50％时，停止注水。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种井下煤层多点脉冲水压致裂方法，其特征在于：喷嘴压头(3)的出口直径为4-6mm。
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