[发明专利]一体化强化煤层瓦斯抽采系统以及抽采方法

权利要求书

1.一体化强化煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述抽采方法包括抽采系统，所述抽采系统包括脉冲水力化系统和脉冲微波发生系统，所述脉冲水力化系统主要包括脉冲控制系统（1）、贮水箱（6）、高压水泵（7），所述脉冲微波发生系统主要包括脉冲控制系统（1）、微波源（2）、波导（3），所述脉冲控制系统（1）通过导线（10）分别连接高压水泵（7）和微波源（2），从而调控所述脉冲水力化系统和所述脉冲微波发生系统；

所述抽采系统还包括波导转换器（20），所述脉冲控制系统（1）的正向脉冲输出是水力化措施作用时间，反向脉冲输出是微波作用时间，微波系统的波导转换器（20）有谐振式波导缝隙天线阵；

所述脉冲水力系统通过注液管（9）与扩容钻杆（14）连接，然后伸入水力化钻孔（18），所述注液管（9）设置在所述扩容钻杆（14）内；

所述脉冲微波发生系统通过波导转换器（20）与感应探头（4）连接，伸入脉冲微波钻孔（19）；

所述脉冲控制系统（1）还通过导线（10）连接温度感应器（5），以及控制电磁阀（8）的开启；

包括如下几个步骤：

步骤一、在煤层（11）交替施工水力化钻孔（18）和微波钻孔（19），钻孔间距为2.5-3m；

步骤二、脉冲水力化系统首先通过注液管（9）依次连接扩容钻杆（14）、多功能钻头（15）伸入水力化钻孔（18），然后对微波钻孔（19）进行封孔；

步骤三、开启贮水箱（6）向高压水泵（7）注水，同时打开脉冲控制系统（1）监控高压水泵（7）的压力，当水压达到注水压力时，通过脉冲水力化系统打开电磁阀（8），实现脉冲水压在水力化钻孔（18）内进行水力割缝，割缝过程中通过脉冲控制系统（1）根据脉冲方向调整技术措施，当达到整周期的下半周期时，控制开启微波源（2），调控波导（3），通过感应探头（4）向煤层（11）辐射，而且旋转波导转换器（20），使谐振式波导缝隙天线阵（21）正对钻孔两侧的煤壁，使缝隙天线阵产生的最大辐射强度作用煤层，按照脉冲方向，依次调控水力割缝和微波重复作用煤层，同时连接微震仪，实时监测裂隙扩展方向；

步骤四、完成水力割缝后，对水力化钻孔（18）进行封孔，通过脉冲控制系统（1）打开电磁阀（8），同时打开遥控多功能钻头（15）前的孔路，进行脉冲水力压裂，正向脉冲进行水力压裂，反向脉冲进行微波辐射煤层（11）；

步骤五、完成脉冲水力压裂后，反向开启电磁阀（8），对水力化钻孔进行放水，开启贮水箱（6）的抽水泵抽水，放水时调控脉冲控制系统（1）输出反向脉冲进行微波辐射，直至放水完毕后，旋转波导转换器（20），使最大辐射强度能够完全作用煤层，辐射一段时间后，将压裂孔和微波钻孔中的瓦斯抽采管（12）并入瓦斯抽采网路进行瓦斯抽放，全程运行可视化监测仪实时监控检测并记录煤层瓦斯抽采的数据信息。

2.根据权利要求1所述的一体化强化煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述步骤三中，每次所完成的水力割缝是圆盘状缝槽，水力割缝的压力为9~12MPa。

3.根据权利要求1所述的一体化强化煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述步骤四中，水力压裂时的高压水压力为20~30Mpa。

4.根据权利要求1所述的一体化强化煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述脉冲控制系统（1）的电压设置为1000Kv，电脉冲发生频率为1/30Hz~1/60Hz，每30s~60s输出一个脉冲。

5.根据权利要求1所述的一体化强化煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，各所述步骤中，微波的工作频率为3.5GHz，功率为2.5Kw。