[发明专利]煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法

权利要求书

1.煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：包括钻孔系统(1)、测控系统(2)、封孔系统(3)和水-酸耦合加压系统，所述钻孔系统(1)包括钻机(101)、钻杆(102)和钻头(105)，在坚硬煤岩中开凿钻孔，形成注水压裂通道，所述测控系统(2)包括伽马射线测井仪(202)和钻孔窥视仪，记录钻孔位置参数、岩性、裂隙发育情况和检测预裂效果，在钻孔形成后测量一次，预裂施工后再测量一次，所述封孔系统(3)包括封孔器，所述水-酸耦合加压系统包括高压水泵总成(4)、气体增压泵总成(5)、气-水混合管总成(6)和多孔并行供液管网(7)；

所述高压水泵总成(4)包括水箱(403)和柱塞泵，所述水箱(403)上开有净水入口，所述净水入口与过滤袋外筒(402)相连接，所述过滤袋外筒(402)内设有过滤袋内筒(401)，所述过滤袋内筒(401)与入口管路相连接，所述入口管路的输入端设置有静压水接口，所述水箱(403)上开有低压出水接口(405)，所述低压出水接口(405)上设置有球阀(404)，所述低压出水接口(405)通过高压胶管与柱塞泵的进水接口(406)相连接，所述柱塞泵的进水接口(406)处设有进水口单向阀，所述柱塞泵内设有回位弹簧(407)，所述柱塞泵上设置有柱塞(408)，所述柱塞(408)的一端与回位弹簧(407)端部连接，所述柱塞(408)的另一端与凸轮(409)相接触，所述凸轮(409)与防爆电机(410)输出端相连接，所述柱塞泵上连接有出水管(411)，所述出水管(411)的输出端设置有水泵高压水接口；

所述气体增压泵总成(5)包括气体增压泵压风接口(501)、油水分离器(502)、驱动气节流阀(503)、驱动气压表(505)、驱动气流量表(504)、驱动换向阀(506)和驱动气室(507)，压缩空气依次经过气体增压泵压风接口(501)、油水分离器(502)、驱动气节流阀(503)、驱动气压表(505)、驱动气流量表(504)、驱动换向阀(506)和驱动气室(507)，所述气体增压泵总成(5)还包括增压泵二氧化碳接口(508)，所述增压泵二氧化碳接口(508)处设有二氧化碳气流量计(509)，所述增压泵二氧化碳接口(508)连接有左气管(510)和右气管(511)，所述左气管(510)上依次设有左进单向阀(512)和左出单向阀(513)，所述右气管(511)上依次设有右进单向阀(514)和右出单向阀(515)，所述左气管(510)和右气管(511)出口处连接有连接管(516)，所述连接管(516)上设有可调压安全阀(517)、高压气压力表(518)、出口节流阀(519)、出口流量计(520)和出口压力表(521)，所述连接管(516)贴近出口压力表(521)的一端设置有高压二氧化碳气接口；

所述气-水混合管总成(6)包括气水混合管套(601)、螺旋杆(602)、高压水入口接头、高压气入口接头、混合管节流阀(603)、混合管流量计(604)和混合管压力管出口接头，所述高压气入口接头通过高压胶管与高压二氧化碳气接口相连接，所述高压水入口接头通过高压胶管与水泵高压水接口相连接，所述气水混合管套(601)内设有螺旋杆(602)，所述气水混合管套(601)出口管上依次设有混合管节流阀(603)、混合管流量计(604)、混合管压力表(605)，所述气水混合管套(601)出口管贴近混合管压力表(605)的一端设置有水-酸出口接头；

所述多孔并行供液管网(7)包括水-酸入口接头和高压水-酸总管(701)，所述水-酸入口接头通过高压胶管与水-酸出口接头相连接，所述高压水-酸总管(701)在钻孔口附近安设有分管三通(702)，所述分管三通(702)和分管之间设有分管开关阀(703)，所述分管开关阀(703)上通过U型快速接头(704)与水酸分管(705)相连接，所述水酸分管(705)尾部连接有四通(706)，所述四通(706)的右侧出口连接有孔外压裂液胶管(707)，所述孔外压裂液胶管(707)上依次设有压裂液节流阀(708)、压裂液流量计(709)和压裂液压力表(710)，所述孔外压裂液胶管(707)远离四通(706)的一端设置有水-酸压裂液出口，所述四通(706)的下侧出口连接有孔外胶囊膨胀液胶管(711)，所述孔外胶囊膨胀液胶管(711)上依次设有膨胀液节流阀(712)、膨胀液流量计(713)和膨胀液压力表(714)，所述孔外胶囊膨胀液胶管(711)远离四通(706)的一端设置有胶囊膨胀液出口，所述四通(706)的左侧出口处设有分管泄压阀(715)。