[发明专利]一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置及控制方法

说明书

本发明提供了一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置及其控制方法，包括多个封存单元，多个封存单元相互排列组成封存装置设置在预设的钻孔，钻孔的入口处通过封孔材料固定有高压水管，通过高压水管向钻孔内注水完成封存装置的使用，封存单元包括保温层外壳、保温层、内胆外壳、出气口压盖、泄压头和进水口单向阀，本发明通过多个封存单元构成封装装置，放置在钻孔内后，可在煤矿井下实施高压水压裂的煤层钻孔内保温封存干冰，防止在高压水致裂钻孔封孔固化时间内干冰气化损失，有效阻止地下水侵入钻孔后提前进入本装置使其泄压失效，本装置保存干冰效果好，自动工作，可有效辅助高压水致裂煤体作用。

技术领域

本发明属于水力致裂技术领域，具体涉及一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置及控制方法。

背景技术

我国煤矿地质条件复杂，煤层普遍存在瓦斯高而透气性低的现象，给瓦斯灾害防治带来极大挑战。为了增加高瓦斯低透气性透气性，改善抽采效果，国内开发了诸如深孔炸药爆破、水力冲孔、水力割缝、液态二氧化碳爆破等增透技术，截至目前各种增透技术在煤矿均得到广泛应用，但各自有其优缺点。

对于高压水致裂煤体增透技术，高压水泵工作压力越大投入成本越高，同时超高压水力压裂作业对管路承压性能要求苛刻，安全性也会降低；此外，高压水压裂过程中，钻孔内经常会遇到大型的新生或原生裂隙，造成工作水压突然降低，产生波动。因此，提出一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置及控制方法，可以在井下完成干冰的封装和保存，抵抗侵入钻孔地下水，具有良好的干冰封存效果，辅助高压水压裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置，包括多个封存单元，多个所述封存单元相互排列组成封存装置设置在预设的钻孔，所述钻孔的入口处通过封孔材料固定有高压水管，通过高压水管向钻孔内注水完成封存装置的使用；

所述封存单元包括保温层外壳、保温层、内胆外壳、出气口压盖、泄压头和进水口单向阀，所述保温层外壳内部设置有一层保温层，所述内胆外壳设置在保温层的内部，所述内胆外壳内设置有内胆，所述内胆设置在内胆外壳内，所述内胆侧端固定有进水口单向阀，所述内胆外壳、保温层和保温层外壳均固定在进水口单向阀的外侧；

所述出气口压盖固定在保温层外壳与内胆外壳的另一端，所述出气口压盖的中间螺纹连接有泄压头，所述泄压头的中间设置有单向阀出气口。

优选的，所述保温层具体为经过抽真空处理的填充型珠光砂。

优选的，所述封存单元靠近进水口单向阀的一端设置有第一气体单向阀，所述第一气体单向阀的内部延伸至保温层的内部，所述泄压头上设置有第二气体单向阀，所述第二气体单向阀的内部延伸至泄压头的内部。

优选的，所述第一气体单向阀和第二气体单向阀的进口处均设置有滤网。

优选的，所述出气口压盖为凹槽空心柱体结构，在其凹槽内侧设置有用于与泄压头螺纹连接用的螺纹。

优选的，所述泄压头与出气口压盖的连接处设置有垫片和定压剪切片，所述定压剪切片设置为1MPa的阈值。

优选的，所述泄压头为中空结构，在其内部填充有珠光砂。

优选的，所述封存单元的内胆外壳和保温层外壳为同心圆结构。

优选的，所述保温层抽成真空状态后相对真空度为-6000～-3000Pa。

一种辅助高压水致裂煤体的干冰封存装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、根据钻孔的长度选择合适数量的封存单元，将泄压头和定压剪切片拆下，在其内胆内装填干冰，并将其首尾依次排列组成封存装置；