CN205277496U - 一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，注水钻孔外周设置有多个渗水钻孔，注水钻孔内设置有注水缸体，注水缸体在与注水钻孔下端处设置有封堵机构，注水缸体下部设置有注水管，注水管与一注水机构相连通，注水缸体内设置有推动活塞，注水缸体的下端与一注油管连通，注油管与一液压机构相连通；注水缸体的底部设置有弹性构件，弹性构件上设置有托板，注水缸体底部朝向注水钻孔处设置有出水管，出水管上设置有出水截止阀。通过推动活塞的方式可以迅速向注水钻孔内压入较大压强的水体，且明显降低了封堵装置所承受的压力，在一定程度上摆脱了因封堵技术的限制而不能向钻孔内注入过大压强的水体进行水压致裂的难题。

Description

一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置

技术领域

本实用新型涉及隧道工程和煤巷工程领域，尤其涉及一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置。

背景技术

随着地下工程的发展和科学理论的进步，国内外产生了许多提高岩体渗透性的方法，如气爆法、水压爆破法、控制预裂爆破法以及水压致裂法等。近年来，水压致裂技术广泛用于增加石油和天然气的产量，用水压致裂法在地下深部形成破裂带系以储存固液态废物是工业技术与环境保护科学相结合的最新进展。

目前，在众多方法中只有水压致裂法和控制预裂爆破法应用于实践中能够得到预期的作用效果。然而，控制预裂爆破法对钻孔数目要求太多，增加了人力、物力的耗费，二者相比较而言，水压致裂法操作更简便，现场实践中更接近预期的作用效果，故而应用较广泛。尽管如此，水压致裂技术仍存在一些技术上的难题，如由于钻孔端口封堵技术的限制，很难向钻孔内注入过大压强的流体进行水压致裂，因此便不能达到水压致裂后的预期效果。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，在进行水压致裂时，保证水压致裂运行的平稳性。

为解决上述技术问题，本实用新型方案包括：

一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，其包括竖直布置的注水钻孔，其中，注水钻孔外周设置有多个渗水钻孔，注水钻孔内设置有注水缸体，注水缸体在与注水钻孔下端处设置有封堵机构，注水缸体下部设置有注水管，注水管与一注水机构相连通，注水缸体内设置有推动活塞，注水缸体的下端与一注油管连通，注油管位于注水管下方，注油管与一液压机构相连通；注水缸体的底部设置有弹性构件，弹性构件上设置有托板，注水缸体底部朝向注水钻孔处设置有出水管，出水管上设置有出水截止阀。

所述的装置，其中，上述注水机构包括储水缸，储水缸通过连接管路与注水管相连通，注水管上设置有注水截止阀，连接管路上依次设置有连接截止阀、抽水自动控制泵与注水压力表。

所述的装置，其中，上述液压机构包括储油缸，储油缸上设置有出油管路，出油管路上设置有回油管路，出油管路、回油管路均通过主油路与注油管相连通，注油管上设置有注油截止阀，出油管路在靠近储油缸的一端设置有总截止阀，回油管路在与出油管路连接处设置有第一回油截止阀，在与主油路连接处设置有第二回油截止阀，在第一回油截止阀与第二回油截止阀之间的回油管路上设置有油水分离器与回油自动控制泵；在第一回油截止阀一侧的出油管路上设置有出油自动控制泵与油压表。

所述的装置，其中，上述封堵机构包括封堵钢板，封堵钢板上设置有由聚氨酯封孔袋形成的封堵层，封堵层上方设置有带有软管的柔性封堵头，该软管与注水管相连通，软管上设置有软管截止阀；柔性堵头内设置有压力传感器。

所述的装置，其中，上述装置配置有用于控制该装置运行的控制中心，控制中心包括一显示屏与按键控制板，按键控制板布置有注水控制键、注油控制键与回油控制键。

本实用新型提供的一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，通过推动活塞的方式可以迅速向注水钻孔内压入较大压强的水体，且明显降低了封堵装置所承受的压力，在一定程度上摆脱了因封堵技术的限制而不能向钻孔内注入过大压强的水体进行水压致裂的难题；而且通过封堵机构进行钻孔端头封堵，防治水体外流，通过弹性构件在回油过程中可以将推定活塞弹回，弹性构件一般可以采用强力弹簧的方式，而且本实用新型还可以配置智能系统进行智能化检测控制，减少了水压致裂过程的人力、物力消耗。

附图说明

图1为本实用新型中装置的结构示意图；

图2为本实用新型中注水钻孔的结构示意图；

图3为本实用新型中推动活塞与托板相接触的结构示意图；

图4为本实用新型中控制中心的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，如图1、图2与图3所示的，其包括竖直布置的注水钻孔1，其中，注水钻孔1外周设置有多个渗水钻孔2，注水钻孔1内设置有注水缸体3，注水缸3在与注水钻孔1下端处设置有封堵机构，注水缸体1下部设置有注水管4，注水管4与一注水机构相连通，注水缸体3内设置有推动活塞5，注水缸体3的下端与一注油管6连通，注油管6位于注水管4下方，注油管6与一液压机构相连通；注水缸体1的底部设置有弹性构件7，弹性构件7可以采用强力弹簧的形式，弹性构件7上设置有托板8，注水缸体3底部朝向注水钻孔1处设置有出水管9，出水管9上设置有出水截止阀10。先向注水缸体3内注水，此时出水截止阀10处于关闭状态，待注水缸体3内注满水时，关闭注水管4，打开出水截止阀10，然后液压机构通过注油管6向注水缸体3注入液压油，此时液压油支撑着推动活塞5向上移动，将注水缸体3内的水通过出水管9导入注水钻孔1内，直至推动活塞5与托板8相接触，此时持续施压，使推动活塞5与注水缸体3底部刚刚接触，将注水缸体3内的水全部排出，然后关闭出水截止阀10，再通过注油管6将注水缸体3内的液压油导出，并且由于在弹性构件7的作用下，会使推动活塞5逐步脱离托板8，随着液压油逐步抽离，第一次水压致裂过程完成。当推动活塞5降低到注水管4之下，然后再向注水缸体3内注水。如此循环操作，直至渗水钻孔2有水流渗出为止，停止操作。

更进一步的，如图1所示的，上述注水机构包括储水缸11，储水缸11通过连接管路12与注水管4相连通，注水管4上设置有注水截止阀13，连接管路12上依次设置有连接截止阀14、抽水自动控制泵15与注水压力表16。

更进一步的，上述液压机构包括储油缸17，储油缸17上设置有出油管路18，出油管路18上设置有回油管路19，出油管路18、回油管路19均通过主油路20与注油管6相连通，注油管6上设置有注油截止阀21，出油管路18在靠近储油缸17的一端设置有总截止阀22，回油管路19在与出油管路18连接处设置有第一回油截止阀23，在与主油路20连接处设置有第二回油截止阀24，在第一回油截止阀23与第二回油截止阀24之间的回油管路19上设置有油水分离器25与回油自动控制泵26；在第一回油截止阀23一侧的出油管路18上设置有出油自动控制泵27与油压表28。

更进一步的，上述封堵机构包括封堵钢板30，封堵钢板30上设置有由聚氨酯封孔袋形成的封堵层31，封堵层31上方设置有带有软管32的柔性封堵头33，该软管33与注水管4相连通，软管33上设置有软管截止阀34；柔性堵头33内设置有压力传感器35，用于检测柔性封堵头33内的压力。

在上述管路连接描述清楚的前提下，比如注油时，则相关油路贯通，而回油管路19关闭；而回油时，则相关油路贯通，而出油自动控制泵27会停止工作，兼作出油管路18上的阀门，使注水缸体3内的液压油回流到到储油缸17内。注入此类的具体的运行过程，在此不再赘述，可以根据上述的管路布置得出对应的运行状态。

更进一步的，上述装置配置有用于控制该装置运行的控制中心，控制中心包括一显示屏36与按键控制板，按键控制板布置有注水控制键37、注油控制键38与回油控制键39，用于控制注水、注油或回油的运行过程。显然的，控制中心会通过对应数据线与相关部件相连接，以实现实时控制。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (5)

1.一种基于水压致裂原理可迅速提高岩体渗透性的装置，其包括竖直布置的注水钻孔，其特征在于，注水钻孔外周设置有多个渗水钻孔，注水钻孔内设置有注水缸体，注水缸体在与注水钻孔下端处设置有封堵机构，注水缸体下部设置有注水管，注水管与一注水机构相连通，注水缸体内设置有推动活塞，注水缸体的下端与一注油管连通，注油管位于注水管下方，注油管与一液压机构相连通；注水缸体的底部设置有弹性构件，弹性构件上设置有托板，注水缸体底部朝向注水钻孔处设置有出水管，出水管上设置有出水截止阀。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述注水机构包括储水缸，储水缸通过连接管路与注水管相连通，注水管上设置有注水截止阀，连接管路上依次设置有连接截止阀、抽水自动控制泵与注水压力表。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述液压机构包括储油缸，储油缸上设置有出油管路，出油管路上设置有回油管路，出油管路、回油管路均通过主油路与注油管相连通，注油管上设置有注油截止阀，出油管路在靠近储油缸的一端设置有总截止阀，回油管路在与出油管路连接处设置有第一回油截止阀，在与主油路连接处设置有第二回油截止阀，在第一回油截止阀与第二回油截止阀之间的回油管路上设置有油水分离器与回油自动控制泵；在第一回油截止阀一侧的出油管路上设置有出油自动控制泵与油压表。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述封堵机构包括封堵钢板，封堵钢板上设置有由聚氨酯封孔袋形成的封堵层，封堵层上方设置有带有软管的柔性封堵头，该软管与注水管相连通，软管上设置有软管截止阀；柔性堵头内设置有压力传感器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述装置配置有用于控制该装置运行的控制中心，控制中心包括一显示屏与按键控制板，按键控制板布置有注水控制键、注油控制键与回油控制键。