[发明专利]一种煤矿井下高温水力压裂增透方法及其系统

权利要求书

1.一种煤矿井下高温水力压裂增透方法，采用一种煤矿井下高温水力压裂增透系统，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)将该系统进行连接：将控制柜与高温水加热器之间使用电缆连接，高温水加热器、保温水箱、流量计、压裂泵、压力计之间分别用耐高温水管顺序连接，压力计与压裂管连接，并在进水口出安装截止阀，保温水箱进水口安装截止阀，保温水箱出水口安装截止阀，压力计与压力泵之间安装泄压阀；

(2)选定压裂位置，压裂孔开孔位置选在岩石或煤层完整的地段，起始压力初步设定为15MPa，每5min升压2MPa，泵压达到29MPa；

(3)打开截止阀，常温水从进水口流入高温水加热器，打开控制柜控制开关，温度流量传感装置将进水水温及流量传至控制柜，在控制柜上设定所需加热的温度，及每小时需加热水的体积，其中，加热温度为90℃～100℃，体积为15m³～25m³，控制柜自动调节加热功率，加热棒开始加热，水流经过导流板进行流动，并经加热棒加热至90℃～100℃后的高温水通过耐高温水管进入保温水箱，当水位升至保温水箱出水口时，高温水经高温水管通过流量计，由压裂泵加压至所需压力值，流经压力计，最终通过高压水管向煤层注入高温高压水，进行水力压裂，以便实现扩孔的同时使周围煤层透气性增加，提高瓦斯抽采率，通过压力计和泄压阀控制高温水力压裂的压力大小；

(4)当泵压降低流量突然增大时，需要停止注水，等待一段时间继续进行高温水力压裂，此时则需要关闭保温箱出水口截止阀，通过控制柜开关关闭加热器并关闭进水口截止阀与保温水箱进水口截止阀；

(5)需要重新注入热水时，打开所有截止阀，并打开控制柜控制开关继续加热水，利用保温水箱直接进行高温水力压裂，无需等待时间，当泵压达到29MPa时，若稳定1h后，压力迅速下降，并持续加压时压力无明显上升，或者检验孔附近瓦斯浓度明显升高或有水涌出时，即说明压裂孔和检验孔之间已经完成压裂，此时即停泵，关闭卸压阀，截止阀和控制柜，压裂程序结束；

压裂措施实施过程中，需连续记录注水压力和流量，根据现场实际情况，通过调节泄压阀，适时调整压力大小；

(6)反复重复上述步骤直至此压裂孔完成，并进行封孔；

(7)在下一个水力压裂位置继续进行高温水力压裂，重复以上步骤；

所述煤矿井下高温水力压裂增透系统包括依次按照顺序采用耐高温水管连接的高温水加热器、保温水箱、流量计、压裂泵、压力计和压裂管，所述高温水加热器采用控制柜进行控制连接，其特征在于，所述压裂管伸入煤层的压裂钻孔中；

还包括第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，其中，所述高温水加热器的进水口处安装设置有第一截止阀，所述保温水箱的进水口处安装有第二截止阀，所述保温水箱的出水口处安装有第三截止阀；

所述高温水加热器的进水口处还设置有温度流量传感装置，所述温度流量传感装置与所述控制柜控制连接，以便通过控制柜检测高温水加热器的进水流量以及进水温度；

所述控制柜构设为，能够根据所述进水流量以及进水温度来自动改变加热器加热功率。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温水力压裂增透方法，其特征在于，所述高温水加热器内部设置有多个加热棒，所述加热棒采用并联电路连接，且所述高温水加热器的固定所述加热棒的端部设置有防护罩，所述高温水加热器内部还设置有检测其温度的温度传感器，所述温度传感器与控制柜连接。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温水力压裂增透方法，其特征在于，所述高温水加热器的内部还设置有竖直布置的导流板，所述导流板为多个，且在水平方向上间隔布置。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温水力压裂增透方法，其特征在于，所述保温水箱的外部设置有聚氨酯泡沫保温层。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温水力压裂增透方法，其特征在于，所述压裂泵与保温水箱之间还设置有流量计。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温水力压裂增透方法，其特征在于，所述压裂泵与所述压裂管之间还设置有压力计，以便观察高温水力压裂值大小，所述压力计与所述压裂泵之间设置有卸压阀，以便调节高温水压力大小。