CN203531877U - 煤矿井下压裂连接装置 - Google Patents

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刘进平
陈继刚
何宇雄
李秀伟
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李全贵
彭深
张超
倪冠华
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Abstract

一种煤矿井下压裂连接装置，包括球阀控制水箱、乳化液泵、气体增压器、单向阀、高压胶管、溢流阀、压裂管。乳化液泵和单向阀构成的水力压裂装置与气体增压器与单向阀构成的气体压裂装置通过三通与溢流阀相连接，溢流阀出口通过高压胶管处接入单向阀与截止阀后与钻孔内的压裂管连接。可以实现气体和水力交替压裂，或气体和水力同时压裂。能够针对不同情况有效提高煤层压裂的效果，实现煤层的高效卸压增透。

Description

煤矿井下压裂连接装置
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下压裂连接装置，尤其适用于煤矿井下区域瓦斯治理。
背景技术
高瓦斯低透气性煤层的开采往往伴随着大量瓦斯涌出，特别是随着煤炭生产的高效集约化和开采深度的增加，瓦斯涌出量越来越大，瓦斯爆炸和瓦斯突出危险的威胁越来越严重，瓦斯灾害成为影响我国煤矿安全生产的重要因素。解决高瓦斯低透气性煤层开采过程中的瓦斯问题的主要措施是预先实施煤层瓦斯抽采，常规的瓦斯抽采方法有效影响范围小，工作面钻孔施工工程量大，抽采效率低，对于高瓦斯低透气性煤层难以起到理想效果。若要做到抽采达标，消除煤层瓦斯灾害，需要采取增透的方法，扩大单个钻孔有效影响范围，提高瓦斯抽采效果。
水力压裂是当前煤矿井下区域瓦斯治理主要技术之一。通过对区域煤体实施水力压裂可以增大煤层透气性，提高瓦斯抽采率，释放煤层瓦斯压力，改变煤体性质，从而降低煤与瓦斯突出危险性，达到煤与瓦斯共采的目的，但是由于“水锁”效应，排水不畅会对瓦斯抽采效果产生较大影响。
气体压裂是近些年发展的一种新的煤层或油气层增产增透技术，通过向煤层注入高压气体，贯穿煤层内的裂隙，增加煤层透气性。传统的高压气体来源主要是通过向钻孔装药实现的，会增加井下的不安全因素，现在多不采用；高压的气体压缩机也能提供高压气源，但体压缩机存在效率较低、可靠性差的特点，影响气体压裂的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种煤矿井下压裂连接装置，通过气液两相同时压裂或气液两相交替压裂，从而提高煤层透气性，提高瓦斯抽采效果。
这实现上述目的，本实用新型的煤矿井下压裂连接装置，包括乳化液泵、气体增压器，所述的乳化液泵入口管上连接有球阀控制水箱，气体增压器与现场气源管相连接，乳化液泵和气体增压器的出口管通过三通连接有高压胶管，高压胶管连接设在压裂钻孔内的压裂管或连接设在导向孔内的压裂管，压裂钻孔内的压裂管和设在导向孔内的压裂管相距3m。
所述的高压胶管上设有溢流阀，所述的乳化液泵和气体增压器与三通相连的入口处分别设有单向阀；所述高压胶管连接压裂管的入口处依次设有单向阀和截止阀。
有益效果：本实用新型结合水气两者的特点，构建一种新的煤矿井下压裂连接装置，水力压裂与气体压裂同时进行，实现气液两相压裂，强化煤层裂隙扩展效果，提高煤层透气性；水力压裂与气体压裂交替进行，水力压裂实现裂隙在煤层中的扩展，气体压裂将裂隙内的水快速驱离，减少“水锁”效应，增强瓦斯的抽采效果，实现高瓦斯煤层的快速消突。通过气液两相同时压裂和气液两相交替压裂，促进煤体内部裂隙发育、扩展和贯通，有效解决了单一水力压裂后水分残留水中阻碍瓦斯释放和解析的问题，提高了瓦斯抽采效果。同时，气液两相交替相驱充分利用两相的优点，逐级提高压裂压力，增加压裂对煤层的破坏效果，使得煤体内部裂隙发育更为充分，煤体增透效果大幅提高。其结构简单，增透效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本实用新型的煤矿井下压裂装置结构示意图。
图中：1－压裂钻孔，2—导向孔，3—球阀控制水箱，4—乳化液泵，5—气体增压器，6-1、6-2、6-3—单向阀，7—三通，8—高压胶管，9—溢流阀，10—压裂管，11—阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的描述：
本实用新型的煤矿井下压裂连接装置，主要由乳化液泵4、气体增压器5、单向阀、高压胶管8、溢流阀9和压裂管10构成。所述的乳化液泵4入口管上连接有球阀控制水箱3，气体增压器5与现场气源管相连接，乳化液泵4和气体增压器5的出口管通过三通7连接有高压胶管8，乳化液泵4和气体增压器5与三通7相连的入口处分别设有单向阀6-1、6-2；高压胶管8上设有溢流阀9，高压胶管8连接设在压裂钻孔1内的压裂管10或连接设在导向孔2内的压裂管10，高压胶管8连接压裂管10的入口处依次设有单向阀6-3和截止阀11；压裂钻孔1内的压裂管10和设在导向孔2内的压裂管10相距L为3m。根据压裂的不同要求，气体增压器5、乳化液泵4可以同时并联运转，也可以交替运转。

Claims (4)

1.一种煤矿井下压裂连接装置，包括乳化液泵（4）、气体增压器（5），其特征在于：所述的乳化液泵（4）入口管上连接有球阀控制水箱（3），气体增压器（5）与现场气源管相连接，乳化液泵（4）和气体增压器（5）的出口管通过三通（7）连接有高压胶管（8），高压胶管（8）连接设在压裂钻孔（1）内的压裂管（10）或连接设在导向孔（2）内的压裂管（10），压裂钻孔（1）内的压裂管（10）和设在导向孔（2）内的压裂管（10）相距3m。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下压裂连接装置，其特征在于：所述的高压胶管（8）上设有溢流阀（9）。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下压裂连接装置，其特征在于：所述的乳化液泵（4）和气体增压器（5）与三通（7）相连的入口处分别设有单向阀。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下压裂连接装置，其特征在于：所述高压胶管（8）连接压裂管（10）的入口处依次设有单向阀（6-3）和截止阀（11）。
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