[实用新型]高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置

说明书

本实用新型公开了一种高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，包括模拟的煤层，煤层中交替设有若干液氮致裂孔和若干爆破孔；各液氮致裂孔中均设有用于向煤层中注入液氮的注氮装置，注氮装置连接有液氮支管，液氮支管伸出液氮致裂孔并与液氮总管相连接；液氮总管连接有用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置；各爆破孔中均设有爆破装置，爆破装置装有炸药包，炸药包内埋设有引线，引线通过引线通孔和引出管伸出爆破孔。本实用新型能够综合使用脉冲液氮致裂和爆破致裂，提高煤层致裂增透的效率和增透效果，对煤层气开采具有良好的促进作用。

技术领域

本实用新型涉及煤层气开采技术领域。

背景技术

我国煤层透气性系数低，瓦斯抽采难度大，亟需泄压增透方法，泄压增透方法主要有松动爆破、密集钻孔、深孔预裂、开采保护层和水力冲孔等。目前液氮压裂增透技术有待开发，液氮压裂是一种即环保又相对廉价的一种压裂手段，本实用新型采用高压液氮与爆破组合致裂煤层的方法，对煤层气开采起到促进作用，为探究地下煤层区域性致裂提供了一种新的实验装置及相应的实验方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤层增透实验装置，通过液氮与爆破复合致裂增强煤层透气性，为瓦斯抽采提供条件。

为实现上述目的，本实用新型的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置包括模拟的煤层，煤层中交替设有若干液氮致裂孔和若干爆破孔；

各液氮致裂孔中均设有用于向煤层中注入液氮的注氮装置，注氮装置连接有液氮支管，液氮支管伸出液氮致裂孔并与液氮总管相连接；

液氮总管连接有用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置；

各爆破孔中均设有爆破装置，爆破装置包括同轴连接的薄壁管和引出管，薄壁管一端伸至爆破孔的孔底处且该端为封闭端；薄壁管的另一端径向延伸设有第一连接盘；引出管一端径向延伸设有第二连接盘，第一连接盘和和第二连接盘之间设有垫板，垫板、第一连接盘和第二连接盘上对应设有若干连接孔，垫板上的连接孔为光孔，第一连接盘和第二连接盘上的连接孔为螺孔；垫板、第一连接盘和第二连接盘的相对应的连接孔内设有第一连接螺栓；薄壁管和引出管通过垫板、第一连接盘、第二连接盘和第一连接螺栓固定连接；

垫板、第一连接盘和第二连接盘的圆心处对应设有用于引线通过的引线通孔；薄壁管装有炸药包，炸药包内埋设有引线，引线通过引线通孔和引出管伸出爆破孔。

液氮支管和液氮总管结构相同并均为复合管路，由内至外依次包括有同轴设置的供氮内管、套设于供氮内管外的液氮保温管和套设于液氮保温管外的真空保温管；供氮内管和液氮保温管之间设有连接筋板，液氮保温管和真空保温管之间设有连接筋板；液氮保温管与供氮内管之间围成液氮保温腔，真空保温管与液氮保温管之间围成真空保温腔；真空保温腔两端均封闭，液氮支管的供氮内管与液氮总管的供氮内管密封连通，液氮支管的液氮保温腔与液氮总管的液氮保温腔密封连通，液氮支管的真空保温腔与液氮总管的真空保温腔密封连通；

液氮总管的供氮内管和真空保温腔均与一抽真空管路相连接，抽真空管路连接有真空泵；液氮总管与电磁增压装置连接处的液氮保温腔处设有保温用电磁阀，液氮总管与电磁增压装置连接处的供氮内管上设有第三单向阀。

所述注氮装置为液氮末端管路，液氮末端管路的结构与液氮支管相同；液氮末端管路一端与液氮支管相连接且另一端伸至液氮致裂孔并封闭；

液氮末端管路上均匀间隔连接有若干层喷嘴组，每层喷嘴组包括若干沿液氮末端管路的周向均匀分布的喷嘴，各喷嘴均与液氮末端管路的供氮内管相连接；液氮支管的液氮保温腔与液氮末端管路的液氮保温腔密封连通，液氮支管的真空保温腔与液氮末端管路的真空保温腔密封连通。