[发明专利]煤层水力割缝联合压裂综合增透装置

说明书

本发明公开了一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置，其特征在于，包括增透管柱，所述增透管柱包括割缝封隔器、压裂封隔器以及连接在所述割缝封隔器和压裂封隔器之间的割缝联合压裂滑套；所述割缝联合压裂滑套上设有割缝喷嘴和压裂孔；所述增透管柱内设有可沿割缝封隔器、割缝联合压裂滑套和压裂封隔器的内腔滑动的封堵杆，所述封堵杆上设有与所述割缝喷嘴相配合的喷水孔。本发明通过先割缝后压裂的综合增透技术，割缝形成导向槽后，无需起拔或更换管柱，即可开始压裂作业，极大地提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置。

背景技术

煤层气(煤矿瓦斯)是与煤伴生且主要以吸附状态储集于煤层中的一种非常规天然气，在我国储量丰富，其开发和利用对于调整能源结构、改善煤矿安全和保护生态环境具有举足重轻的作用。

然而，我国多数煤层具有非均质性、低压力、低渗透率和低含气饱和度等特点，煤层的低渗透率和非均质性造成用常规方法难以有效抽采瓦斯，而如何增加煤层的渗透率已成为制约矿井瓦斯抽采的瓶颈，水力化增透措施是增加岩(煤)体渗透率的有效途径。

经过近十几年的快速发展，水力化增透技术及装备有了很大进步，但每种单项增透技术都有其优势，又难免存在自身的局限性。对水射流割缝来说，在其控制范围内煤体卸压充分、增透效果明显，但是它的影响半径小，仅有几米。水力压裂的控制范围大，影响半径能够达到几十米，但是以现有的技术水平，很难保证在它的控制范围内实现煤体均匀卸压、增透而不留空白带。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置，以解决现有煤层水力化增透装置增投效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置，包括增透管柱，所述增透管柱包括割缝封隔器、压裂封隔器以及连接在所述割缝封隔器和压裂封隔器之间的割缝联合压裂滑套；所述割缝联合压裂滑套上设有割缝喷嘴和压裂孔；所述增透管柱内设有可沿割缝封隔器、割缝联合压裂滑套和压裂封隔器的内腔滑动的封堵杆，所述封堵杆上设有与所述割缝喷嘴相配合的喷水孔。

进一步地，所述割缝喷嘴和压裂孔均为两个，且均匀分布在割缝联合压裂滑套的圆周方向上。

进一步地，所述割缝封隔器包括第一中心管、第一胶筒、滚珠轴承和轴承座；所述第一中心管上设有割缝封隔器进液孔，所述第一中心管通过上接头与所述割缝联合压裂滑套连接；所述第一胶筒通过第一胶筒座固定在第一中心管的外侧；所述滚珠轴承设置在所述上接头与第一胶筒之间，且所述滚珠轴承的内环与所述第一中心管过盈配合；所述轴承座固定在所述滚珠轴承的外环上，且与所述上接头固定连接。

进一步地，所述压裂封隔器包括第二中心管和第二胶筒；所述第二中心管上设有压裂封隔器进液孔，所述第二中心管通过中间接头与所述割缝联合压裂滑套连接；所述第二胶筒通过第二胶筒座固定在第二中心管的外侧。

进一步地，所述封堵杆通过一固定件安装在所述割缝联合压裂滑套上；所述压裂封隔器连接有一螺旋钻杆，所述螺旋钻杆的一端与所述压裂封隔器连接，另一端连接有投球器，所述投球器用于向所述增透管柱内投掷用于驱动所述封堵杆滑动的驱动球。

进一步地，所述割缝喷嘴的射流直径为1-3mm。

进一步地，所述压裂孔的出口面积与所述增透管柱的水流面积相同。

进一步地，所述增透管柱的顶端设有一单向阀，所述单向阀的前端设置有丝堵。

进一步地，该装置还包括与所述压裂封隔器连通的压裂泵。

进一步地，所述割缝喷嘴的射流轴线可调。

本发明的有益效果为：通过先割缝后压裂的综合增透技术，割缝形成导向槽后，无需起拔或更换管柱，即可开始压裂作业，极大地提高了生产效率。