CN112943172B - 高压电脉冲水压致裂煤岩体方法及导向裂缝开设装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压电脉冲水压致裂开采非常规天然气技术领域，具体包括高压电脉冲水压致裂煤岩体方法和导向裂缝开设装置，在煤岩体致裂方法中，进行非常规天然气开采之前在开采区地面进行钻井，并使用导向裂缝开设装置在井壁上开设导向裂缝，然后再对井口进行密封，并使用高压电脉冲水压致裂技术对井壁进行致裂，从而使煤岩中产生理想的裂隙，以增加、开辟煤岩层中非常规天然气的运移通道，从而提高气体的开采效率。导向裂缝开设装置能在钻井中行走，设置的开缝部能够沿导向部绕轴转动及沿轴向移动。该装置中的开缝部能够沿导向部做轴向和绕轴结合的复合运动，因此通过控制其运动，能够使开缝部按照预设路径在井壁开设导向裂缝。

Description

高压电脉冲水压致裂煤岩体方法及导向裂缝开设装置

技术领域

本发明属于高压电脉冲水压致裂煤岩体开采非常规天然气技术领域，具体为一种高压电脉冲水压致裂煤岩体方法及导向裂缝开设装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，近些年来对能源的需求量越来越大，加之对传统能源结构的调整（即减少对煤炭、石油、天然气等的依赖性）使得煤层气、页岩气、油砂岩气等非常规天然气的开采越来越受到国家的重视。中国的煤层气和页岩气资源均十分丰富，其中煤层气是继俄罗斯和加拿大之后的第三大煤层气储量国，页岩气探明资源贮备约为 30.7×1012m³ ，主要分布在塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地等地区。如果开发得当，将大大减少我国对进口天然气的依赖。尽管美国、加拿大等国已经有了一些相当成熟的煤层气和页岩气开发技术，但是由于我国煤层气与页岩气都具有埋藏深、储层致密、渗透率低、非均质性强等特点导致气体开采困难，国外的非常规天然气开采方法不能完全应用于我国。

为解决以上问题，最常规的方法就是人为对开采井井壁进行致裂，其目的是通过人为制造的微裂隙体系和裂缝网增加非常规天然气在煤岩体中的运移通道，即提高气体的渗透性，达到增压增产的目的。高压电脉冲水压致裂是目前比较前沿的一种水压致裂技术，其具有致裂设备体积小、无污染、可重复放电、可靠程度高、致裂效果好等优点。但是高压电脉冲水压致裂技术致裂的煤岩体具有一定的不可控性，在合适位置开设导向裂缝可以使得在使用高压电脉冲水压致裂技术时能量更加集中，在预制导向裂缝方向裂隙的发展更加充分。

研究发现煤岩裂缝扩展过程中，地应力中水平主应力值以及竖直主应力值的大小和方向决定了水力压裂煤岩体裂缝的开裂、延展方向，当σz( 竖向应力 )与σH( 水平应力)满足σz>σH时，则会形成竖直裂缝，而两个水平力σx、σy的值决定了此竖直裂缝的方位。当σy<σx的时候，裂缝平行于σx、垂直于最小主应力σy的方位，如图1a所示；当σy>σx的时，裂缝垂直于最小主应力σx、平行于σy的方位；而当σz<σH时，规律与之相似，如图1b所示，总而言之，破裂裂隙与最小主应力轴垂直，与中主应力轴平行。

故在如上所述的方向预制导向裂缝可以使得在使用高压电脉冲水压致裂技术时能量更加集中，在预制导向裂缝方向裂隙发展更加充分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，通过在煤岩体中开设钻井，并在钻井内部设置导向裂缝，然后使用高压电脉冲水压致裂方法对钻井井壁进行致裂，从而使煤岩体上形成按照预设导向裂缝分布的微裂隙体系和裂缝网，以提高非常规天然气的开采效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，选择煤岩体中适合开采非常规天然气的区域，并划定钻井路径及深度；

步骤2，使用钻井设备钻井，在开采区钻出柱状钻井，钻井直径150-350mm，钻井深度大于200m；

步骤3，清理钻井中的碎屑及积水；

步骤4，根据钻井的直径及深度及煤岩体地应力的大小和方向，预先规划钻井井壁的预制导向裂缝方向和路径；

步骤5，使用导向裂缝开设装置，将导向裂缝开设装置置入钻井中，并控制导向裂缝开设装置在钻井内壁按照预设路径开设导向裂缝；该导向裂缝开设装置包括后行走机构、前行走机构，以及连接后行走机构和前行走机构的导向部，且在导向部上安装开缝部；所述后行走机构和前行走机构位于柱状钻井时，导向部位于柱状钻井时的中轴线区域，且后行走机构和/或前行走机构具有主动行走结构，并能够驱动整个装置在柱状钻井中沿井口轴线方形行走；所述导向部的两端部分别活动安装在后行走机构和前行走机构上，且在后行走机构或前行走机构中设置控制导向部绕自身轴线转动的电机组件I；所述开缝部包括延伸臂和延伸臂顶端的开缝钻组件，整个开缝部能够随着导向部的转动而转动，且在转动过程中，开缝钻组件的开缝部位始终接触钻井的内壁。

步骤6，在钻井中下放高压放电电极，然后严实封堵开采井的井口，并使用压力泵向钻井内注水，然后开始加压，待管道内水压达到3-5Mpa时，停止加压，并保持水压不变；

步骤7，结合高压电脉冲水压致裂技术，保持静水压力不变情况下，在高压电脉冲控制系统上设置充电电压，待充电完成后，接通放电开关，电极在高压水中放电，放电电压为3-25KV，从而在钻井内壁形成按照导向裂缝延伸的裂缝群和微缝隙体系；

步骤8，重复步骤7中的操作20次以上，然后停止放电，此时钻井内壁形成沿着导向裂缝发展的裂隙群和微裂隙系统为非常规天然气的运移提供了通道；

步骤9，将步骤5至步骤8所用设备移出开采区，整理现场，在确认符合开采条件后，使用抽采设备对天然气进行抽采；

步骤10，重复以上所有步骤，对煤岩体中的非常规天然气进行抽采。

在该开采方法中，导向裂缝开设装置的后行走机构和前行走机构中间的导向部可转动地安装，并且设置控制其自动转动的电机组件I，通过导向部的转动，可以实现开缝部的度转动，加上该装置中设置行走机构，且设置有主动行走结构，这可以使开缝部沿着轴向方向移动，因此，该装置既可以在钻井中行走，以便进入较深的钻井中，且能够实现开缝部的全方位转动，以此实现在钻井中开设任意走向的导向裂缝。在使用开采抽采机器工作之前借助导向裂缝开设装置对煤岩体进行预制裂缝处理，使得煤岩体内部形成与最小主应力垂直且与中主应力平行的导向裂缝，这可以减少煤体从完整到开裂所需的能量并伴有应力集中效应，并对后期产生的裂缝进行合理布局，从而提高高压电脉冲水压致裂技术对煤岩体的致裂效果，提高开采率。

作为优选方案，所述导向部包括外部的导向管和在导向管内部并与导向管平行设置的导向螺杆，其中导向管的两端部分别通过大轴承I安装在后行走机构和前行走机构上，且在导向管的侧壁上沿贯穿设置着轴向延伸的导向滑缝；所述导向螺杆的两端通过小轴承I安装在导向管中，且在导向管的端部设置控制导向螺杆转动的电机组件II；在导向螺杆上匹配安装内滑套，且该内滑套与导向螺杆螺纹配合，并从内滑套上设置活动穿过导向滑缝的插舌；所述延伸臂通过连接滑套安装在导向管上，该连接滑套连接插舌，且当导向螺杆转动时，整个开缝部和连接滑套在导向管上滑动。通过将导向管和导向螺杆结合，当导向螺杆转动时，开缝部会相对于导向管仅做轴向移动，当导向部具备这一特征时，可以通过将导向管和导向螺杆的运动相结合，以实现开缝部的绕轴向和沿轴向的复合运动，此时可以使行走机构原位不动，当导向部的长度能够覆盖的行程全部开设完毕后，再控制整个装置移动，这样有利于使整个设备保持稳定的工作状态，以提高导向裂缝的开设精度。

作为前行走机构的优选方案，所述前行走机构包括前固定座，并绕着前固定座阵列设置至少三个扩张臂，且在扩张臂的顶端设置行走轮；所述扩张臂铰接连接前固定座，并在前固定座上设置调节机构I，该调节机构同时控制扩张臂张开或收缩。

作为后行走机构的优选方案，所述后行走机构包括后固定座，并绕着后固定座阵列设置至少三个扩张臂，且在扩张臂的顶端安装行走轮；所述扩张臂铰接连接后固定座，并在后固定座上设置调节机构II，该调节机构同时控制扩张臂张开或收缩。

对于以上结构的导向裂缝开设装置，优选调节机构I和调节机构II与扩张臂可拆分连接，所述连接滑套由两个拼接半环通过螺栓固定而成。通过拆分调节机构I和调节机构II与扩张臂，可以使扩张臂翻转至贴合导向部，通过拆卸连接滑套，可以将开缝部与导向部贴合放置，因此可以将该装置叠合放置，即便于收存设备，又方便转运。

作为扩张臂的优选方案，所述扩张臂包括固定臂II和活动插入固定臂II中的伸缩臂II，其中行走轮安装在并在伸缩臂II的外端，固定臂II铰接前固定座；所述固定臂II内部设置给伸缩臂II提供向外的预紧力的弹簧II，且伸缩臂II只能相对于固定臂II做轴向移动。上述伸缩结构的扩张臂能够向着井壁方向给行走轮提供预紧力，这既可以避免行走轮与钻井壁之间摩擦力过大而影响行走，又可以使行走轮始终贴合钻井壁。

作为延伸臂的优选方案，所述延伸臂包括外管件和预紧臂，其中预紧臂活动插入外管件中，且预紧臂仅能做轴向移动；所述开缝钻组件设置在预紧臂的前端，并在预紧臂的前部套装弹簧I，该弹簧I给开缝钻组件提供远离外管件的预紧力。优选外管件包括直接与连接滑套连接的固定臂I以及活动套装在固定臂I中的伸缩臂I，且在固定臂I上设置对伸缩臂I进行定位的定位机构。以上结构的延伸臂能够调整长度，从而使该装置能够适用于直径范围更大的井口，且预紧臂能够使开缝钻组件浮动安装，以使开缝钻组件在移动过程中具有更好的灵活性。在此基础上，所述延伸臂上设置电磁铁组件，该电磁铁组件通电时会给预紧臂施加向后的磁吸力，并向后吸附预紧臂，从而使开缝钻组件向后移动，这可以避免开缝钻组件在非作业状态时脱离钻井井壁，既可以避免开缝钻组件损坏，又可以提高该装置的开缝能力，方便使用者灵活控制开缝钻组件的工作起点和终点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为背景技术所述及主应力与裂缝发展方向的关系示意图；

图2为本发明的实施例中开缝装置的平面结构示意图；

图3为图2所示开缝装置的立体结构示意图；

图4为图2所示开缝装置的立体结构示意图；

图5为图2所示开缝装置中前行走机构的结构示意图；

图6为图2所示开缝装置中后行走机构的结构示意图；

图7为图5和图6中扩张臂的剖切结构示意图；

图8为图3中连接滑套的安装结构示意图；

图9为图8所示结构的拆分及局部剖切结构示意图；

图10为图2中导向部与前固定座的安装结构示意图；

图11为图2中导向部与后固定座的安装结构示意图；

图12为导向螺杆的后部在导向管中的安装结构示意图；

图13为导向螺杆的前部在导向管中的安装结构示意图；

图14为本实施例中的开缝装置在水平钻井中的工作状态示意图。

图中，后行走机构1、前行走机构2、导向部3、开缝部4、导向管5、连接滑套6、延伸臂7、开缝钻组件8、后固定座9、前固定座10、扩张臂11、连接杆12、轮毂电机13、从动轮14、电机I15、铰接套I16、丝杠17、导向滑缝18、座体I19、电机固定罩I20、电机固定罩II21、安全环22、铰接套II23、电动伸缩杆24、插舌25、导向螺杆26、内滑套27、拼接半环28、拼接耳29、插槽30、固定臂I31、伸缩臂I32、定位螺栓33、弹簧I34、预紧臂35、电磁铁组件36、磁力锭37、大轴承I39、电机组件I40、后固定板41、小轴承I42、电机组件II43、固定臂II44、伸缩臂II45、弹簧II46、水平钻井100、导向裂缝200、牵引线300。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法的实施例主要包括以下步骤：

步骤1，选择煤岩体中适合开采非常规天然气的区域，并划定钻井路径及深度；

步骤2，使用钻井设备钻井，在开采区沿水平方向在煤层中钻出柱状钻井，钻井直径300mm，钻井深度大于200m；

步骤3，清理钻井中的碎屑及积水；

步骤4，根据钻井的直径及深度及煤岩体地应力的大小和方向，预先规划钻井井壁的预制导向裂缝方向和路径；

步骤5，使用导向裂缝开设装置，将开缝装置置入钻井中，并控制导向裂缝开设装置在钻井内壁按照预设路径开设导向裂缝；

步骤6，在钻井中下放高压放电电极，然后严实封堵开采井的井口，并使用压力泵向钻井内注水，然后开始加压，待管道内水压达到4Mpa时，停止加压，并保持水压不变；

步骤7，结合高压电脉冲水压致裂技术，保持静水压力不变情况下，在高压电脉冲控制系统上设置充电电压，待充电完成后，接通放电开关，电极在高压水中放电，放电电压为10KV，从而在钻井内壁形成按照导向裂缝延伸的裂缝群和微缝隙体系；

步骤8，重复步骤7中的操作22次，然后停止放电，此时钻井内壁形成沿着导向裂缝发展的裂隙群和微裂隙系统为非常规天然气的运移提供了通道；

步骤9，将步骤5至步骤8所用设备移出开采区，整理现场，在确认符合开采条件后，使用抽采设备对天然气进行抽采；

步骤10，重复以上所有步骤，对煤岩体中的非常规天然气进行抽采。

在该开采方法中，在使用开采抽采机器工作之前对煤岩体进行预制裂缝处理，使得煤岩体内部形成与最小主应力垂直且与中主应力平行的导向裂缝，这可以减少煤体从完整到开裂所需的能量并伴有应力集中效应，并对后期产生的裂缝进行合理布局，从而提高高压电脉冲水压致裂技术对煤岩体的致裂效果，改善开采率。本发明的目的在于提供一种专门用于在钻井的井壁面开设导向裂缝的装置，该装置设置有开缝部，并设使整个装置能够在钻井中行走的机构，且开缝部能够做环绕移动，从而在钻井的井壁面开设理想的导向裂缝。

对于上述开采方案，使用到的导向裂缝开设装置具有多种形式，最简单的就是使用凿子之类的工具手动开设，但对于钻井较深的情况，手动开凿将受到限制，本实施例提供了一种可以在钻井中自动行走，且能够对井壁自由开设导向裂缝的导向裂缝开设装置，以使上述开采方案可以更加合理地落实到非常规天然气开采作业活动中。

图2至图13为本实施例提供的导向裂缝开设装置的实施例。该装置包括后行走机构1、前行走机构2，以及连接后行走机构1和前行走机构2的导向部3，且在导向部3上安装开缝部4；其中，后行走机构1和前行走机构2位于柱状钻井时，导向部3位于柱状钻井时的中轴线区域，且前行走机构2具有主动行走结构，并能够驱动整个装置在柱状钻井中沿井口轴线方形行走；上述导向部3的两端部分别活动安装在后行走机构1和前行走机构2上，且在后行走机构1或前行走机构2中设置控制导向部3绕自身轴线转动的电机组件I40；上述开缝部4包括延伸臂7和延伸臂7顶端的开缝钻组件8，该开缝钻组件8主要包括电机和钻头，整个开缝部4能够随着导向部3的转动而转动，且在转动过程中，开缝钻组件8的开缝部位始终接触钻井的内壁。

其中，后行走机构1和前行走机构2分别包括后固定座9和前固定座10，且在后固定座9和前固定座10的外周分别阵列设置3个扩张臂11，其中，后行走机构1的三个扩张臂11的顶端均安装从动轮14，前行走机构2的扩张臂11安装两个轮毂电机13和一个从动轮14 ，且在水平钻井100中行走时，两个轮毂电机13位于下部。上述张臂11包括固定臂II44和活动插入固定臂II44中的伸缩臂II45，其中固定臂II44铰接连接后固定座9和前固定座10，而轮毂电机13和从动轮14 安装在伸缩臂II45的外端。该扩张臂11为自动伸缩结构，具体地，在固定臂II44内部设置给伸缩臂II45提供向外的预紧力的弹簧II46，且伸缩臂II45只能相对于固定臂II44做轴向移动。伸缩结构的扩张臂11能够向着井壁方向给行走轮提供预紧力，这既可以避免行走轮与井壁之间摩擦力过大而影响行走，又可以使行走轮始终贴合井壁。

另外，在后固定座9的后部设置电动伸缩杆24，电动伸缩杆24的伸缩轴的端部套装一个铰接套II23，三根连接杆12分别铰接该铰接套II23和后行走机构1的三个扩张臂11；上述前固定座10包括座体I19，该座体I19的正面通过电机固定罩I20安装一个电机组件I40，电机固定罩I20的顶部通过螺栓安装一个后固定板41，该后固定板41上通过电机固定罩II21安装一个电机I15，该电机I15直接驱动沿着导向部3的轴线设置的丝杠17，且该丝杠17上通过螺纹结构安装一个铰接套I16，三个扩张臂11分别铰接该铰接套I16和前行走机构2中的三个扩张臂11。上述连接杆12均与扩张臂11可拆卸连接，在不使用该装置时，通过拆卸连接杆12，可以将前后两侧的扩张臂11相向折叠，以缩小整个装置的占位空间。

为防止该装置在工作过程中故障，在丝杠17的端部设置可以转动的安全环22，并使整个导向裂缝开设装置在带着牵引线300的情况下进入钻井。

本实施例中的导向裂缝开设装置在原位不动的情况下即可实现开缝部4同时平移和绕轴转动两个动作。具体地， 所用导向部3包括外部的导向管5和在导向管5内部并与导向管5平行设置的导向螺杆26，其中导向管5的两端部分别通过大轴承I39安装在后固定座9和座体I19中，且电机组件I40驱动其绕自身轴线转动，且该导向管5的侧壁上沿贯穿设置着轴向延伸的导向滑缝18；而导向螺杆26的两端通过小轴承I42安装在导向管5中，且在导向管5的前端部设置控制导向螺杆26转动的电机组件II43。如图8所示，在导向螺杆26上匹配安装内滑套27，且该内滑套27与导向螺杆26螺纹配合，并从内滑套27上设置活动穿过导向滑缝18的插舌25；延伸臂7通过连接滑套6滑动安装在导向管5上，该由两个带有拼接耳29的拼接半环28通过螺钉固定而成，延伸臂7连接其中一个拼接半环28，另一个拼接半环28的侧面设置与插舌25配合的插槽30，并通过螺钉固定插舌与插槽，且如图8所示，导向滑缝18位于开缝部4的背面，这可以减少进入导向部3中的粉末量。

正如上述结构，通过将导向管5和导向螺杆26结合，当导向螺杆26转动时，开缝部4会相对于导向管5仅做轴向移动，当导向部3具备这一特征时，可以通过将导向管5和导向螺杆26的运动相结合，以实现开缝部4的绕轴向和沿轴向的复合运动，此时可以使行走机构原位不动，当导向部3的长度能够覆盖的行程全部开设完毕后，再控制整个装置移动，这样有利于使整个设备保持稳定的工作状态，以提高导向裂缝的开设精度。

该导向裂缝开设装置在工作时，开缝钻组件8的钻头会钻入岩壁几毫米，并通过开缝部4绕轴和沿轴移动来迫使钻头侧面切割煤体，从而在井壁开设出导向裂缝。为使上述开设过程更加顺利，上述延伸臂7包括外管件和预紧臂35，其中预紧臂35活动插入外管件中，且预紧臂35仅能做轴向移动；开缝钻组件8设置在预紧臂35的前端，并在预紧臂35的前部套装弹簧I34，该弹簧I34给开缝钻组件8提供远离外管件的预紧力。而外管件包括直接与连接滑套6连接的固定臂I31以及活动套装在固定臂I31中的伸缩臂I32，且在固定臂I31上设置对伸缩臂I32进行定位的定位螺栓33。对于复杂走向的导向裂缝，例如树枝状走向，或者纵横交错走向，前一导向裂缝的末端不与即将开设的裂缝的起始端连接，这就需要使开缝钻组件8能够缩进并伸出。为此，在固定臂I31的后部中设置电磁铁组件36，该电磁铁组件36固定连接伸缩臂I32，通电时会给预紧臂35后端的磁力锭37施加向后的磁吸力，并向后吸附预紧臂35，从而使开缝钻组件8向后移动，断电后，预紧臂35自动伸出。

上述导向裂缝开设装置中的用电部件均通过外置的遥控控制，并在现场配设电源和控制系统，另外，可以将该装置的控制系统连接与计算程序连接，根据煤岩体的自然结构绘制裂隙路径，并将路径参数（导向裂缝的三维坐标）输入计算程序，并将路径参数转化为电机组件I40和电机组件II43的转动时间、转动速度等参数，从而可以实现对该装置的全自动控制。

以200米深的水平钻井100为例，该装置的轮毂电机13和从动轮14支撑水平钻井100的内壁，且轮毂电机13位于下方，并使整个装置固定在第一位置，如图14所示。装置启动后，通过控制电机组件I40和电机组件II43协同工作，从而在井壁开设出具有一定走向的导向裂缝200，当开缝部4走完导向滑缝18的覆盖行程后，控制轮毂电机13转动，使装置移动到与第一位置连接的第二位置，并重复上述开设过程，最终在整个水平开采井100中开设出于预设方案具有相同分布方式的相同的导向裂缝200。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，选择煤岩体中适合开采非常规天然气的区域，并划定钻井路径及深度；

步骤2，使用钻井设备钻井，在开采区钻出柱状钻井，钻井直径150-350mm，钻井深度大于200m；

步骤3，清理钻井中的碎屑及积水；

步骤4，根据钻井的直径及深度及煤岩体地应力的大小和方向，预先规划钻井井壁的预制导向裂缝方向和路径；

步骤5，使用导向裂缝开设装置，将导向裂缝开设装置置入钻井中，并控制导向裂缝开设装置在钻井内壁按照预设路径开设导向裂缝；所述导向裂缝开设装置包括后行走机构、前行走机构，以及连接后行走机构和前行走机构的导向部，且在导向部上安装开缝部；所述后行走机构和前行走机构位于钻井井内时，导向部位于钻井中轴线区域，且后行走机构和/或前行走机构具有主动行走结构，并能够驱动整个装置在钻井中沿井的轴线方向行走；所述导向部的两端部分别活动安装在后行走机构和前行走机构上，且在后行走机构或前行走机构中设置控制导向部绕自身轴线转动的电机组件I；所述开缝部包括延伸臂和延伸臂顶端的开缝钻组件，整个开缝部能够随着导向部的转动而转动，且在转动过程中，开缝钻组件的开缝部位始终接触钻井的内壁；

步骤6，在钻井中下放高压放电电极，然后严实封堵开采井的井口，并使用压力泵向钻井内注水，然后开始加压，待管道内水压达到3-5Mpa时，停止加压，并保持水压不变；

步骤7，结合高压电脉冲水压致裂技术，保持静水压力不变情况下，在高压电脉冲控制系统上设置充电电压，待充电完成后，接通放电开关，电极在高压水中放电，放电电压为3-25KV，从而在钻井内壁形成按照导向裂缝延伸的裂缝群和微缝隙体系；

步骤8，重复步骤7中的操作20次以上，然后停止放电，此时钻井内壁形成沿着导向裂缝发展的裂隙群和微裂隙系统为非常规天然气的运移提供了通道；

步骤9，将步骤5至步骤8所用设备移出开采区，整理现场，在确认符合开采条件后，使用抽采设备对天然气进行抽采；

步骤10，重复以上所有步骤，对煤岩体中的非常规天然气进行抽采。

2.如权利要求1所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述导向部包括外部的导向管和在导向管内部并与导向管平行设置的导向螺杆，其中导向管的两端部分别通过大轴承I安装在后行走机构和前行走机构上，且在导向管的侧壁上沿贯穿设置着轴向延伸的导向滑缝；所述导向螺杆的两端通过小轴承I安装在导向管中，且在导向管的端部设置控制导向螺杆转动的电机组件II；在导向螺杆上匹配安装内滑套，且该内滑套与导向螺杆螺纹配合，并从内滑套上设置活动穿过导向滑缝的插舌；所述延伸臂通过连接滑套安装在导向管上，该连接滑套连接插舌，且当导向螺杆转动时，整个开缝部和连接滑套在导向管上滑动。

3.如权利要求2所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述前行走机构包括前固定座，并绕着前固定座阵列设置至少三个扩张臂，且在扩张臂的顶端设置行走轮；所述扩张臂铰接连接前固定座，并在前固定座上设置调节机构I，该调节机构同时控制扩张臂张开或收缩。

4.如权利要求3所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述后行走机构包括后固定座，并绕着后固定座阵列设置至少三个扩张臂，且在扩张臂的顶端安装行走轮；所述扩张臂铰接连接后固定座，并在后固定座上设置调节机构II，该调节机构同时控制扩张臂张开或收缩。

5.如权利要求4所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述调节机构I和调节机构II与扩张臂可拆分连接，所述连接滑套由两个拼接半环通过螺栓固定而成。

6.如权利要求4所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述扩张臂包括固定臂II和活动插入固定臂II中的伸缩臂II，其中行走轮安装在并在伸缩臂II的外端，固定臂II铰接前固定座；所述固定臂II内部设置给伸缩臂II提供向外的预紧力的弹簧II，且伸缩臂II只能相对于固定臂II做轴向移动。

7.如权利要求1-6中任一项所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述延伸臂包括外管件和预紧臂，其中预紧臂活动插入外管件中，且预紧臂仅能做轴向移动；所述开缝钻组件设置在预紧臂的前端，并在预紧臂的前部套装弹簧I，该弹簧I给开缝钻组件提供远离外管件的预紧力。

8.如权利要求7所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述外管件包括直接与连接滑套连接的固定臂I以及活动套装在固定臂I中的伸缩臂I，且在固定臂I上设置对伸缩臂I进行定位的定位机构。

9.如权利要求8所述的高压电脉冲水压致裂煤岩体方法，其特征在于：所述延伸臂上设置电磁铁组件，该电磁铁组件通电时会给预紧臂施加向后的磁吸力，并向后吸附预紧臂，从而使开缝钻组件向后移动。

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