[发明专利]单孔多段同步控制压裂煤体增透系统及方法

说明书

本发明公开了一种单孔多段同步控制压裂煤体增透系统，包括分水压裂装置、注浆装置、球阀、T型三通阀及溢流装置；所述分水压裂装置包括储液箱、输液管、高压泵、高压胶管、分水箱、高压进水胶管、封堵法兰盘、高压注水无缝钢管、三号压裂囊袋、二号压裂囊袋和一号压裂囊袋；所述注浆装置包括注浆泵、注浆泵压力表、注浆压力调节阀和注浆管；所述溢流装置包括溢流阀、溢流调节阀和溢流阀压力表。本发明同时提供了单孔多段同步控制压裂煤体增透方法。本发明不仅能够对压裂钻孔实施多点压裂，极大的提高煤层的透气性，而且施工工艺简单，能够实现在小流量注入条件下生成较多的压裂裂隙。

技术领域

本发明涉及煤矿井下低渗煤层增透技术领域，特别涉及一种单孔多段同步控制压裂煤体增透系统及方法。

背景技术

我国高瓦斯及突出矿井中，煤层普遍具有赋存条件复杂，透气性低的特点。随着煤层开采深度的不断增加，由于地应力的增大，使煤层致密程度进一步加剧，导致煤层透气性极差，另一方面，深部煤体的原始瓦斯含量较大，造成深度煤体瓦斯抽采难度大，且抽采效率低，极大的影响了矿井的安全高效开采。

针对此种现状，低渗煤层的增透是煤层抽采前必须采取的措施。水力压裂技术是一种有效的低渗煤层增透技术，其主要原理是利用高压泵注设备将水以远超过煤体渗失能力的量注入孔径中，憋起高压，在煤层中形成裂隙，提高煤层透气性。

传统的水力压裂是将钻孔封孔后对整个钻孔进行压裂，此种压裂方式虽工艺简单，但由于钻孔较长，渗失水流量较大，必须要求高压泵在保证输出压力的前提下具有较大的流量，因此泵站体积较大，不合适井下的有限作业空间。同时传统的水力压裂，当钻孔某一点起裂后，裂纹主要沿着该起裂点扩展，其余地方裂隙扩展较弱，裂隙总体数量较少，煤体透气性增加有限。分段点式水力压裂技术是利用特制的压裂装备，对压裂钻孔实施由内而外的各个点的逐一压裂，此种压裂方式，煤体裂纹数量较多，增透效果较好，且要求的水流量较小，但工艺较复杂，逐一压裂过程需耗费较多的时间，压裂效率较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种单孔多段同步控制压裂煤体增透系统及方法，不仅能够对压裂钻孔实施多点压裂，极大的提高煤层的透气性，而且施工工艺简单，能够实现在小流量注入条件下生成较多的压裂裂隙。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：单孔多段同步控制压裂煤体增透系统，包括分水压裂装置、注浆装置、球阀、T型三通阀及溢流装置；

所述分水压裂装置包括储液箱、输液管、高压泵、高压胶管、分水箱、高压进水胶管、封堵法兰盘、高压注水无缝钢管、三号压裂囊袋、二号压裂囊袋和一号压裂囊袋；所述储液箱与高压泵通过输液管连接，所述分水箱设置有一路高压进水口和三路高压分水接口，每路高压分水接口单独设置有高压压力表和分水阀门；所述高压泵通过高压胶管与分水箱的高压进水口连接；封堵法兰盘上设置三路进水口接口和一路注浆口接口，所述三路进水口接口的一端分别与所述分水箱的三路高压分水接口之间通过高压进水胶管连接；所述三路进水口接口的另一端分别通过高压注水无缝钢管及高压注水管接头与所述三号压裂囊袋的三路进水口相连接，所述三号压裂囊袋的三路进水口中的其中两路进水口分别通过高压注水无缝钢管及高压注水管接头与所述二号压裂囊袋的两路进水口相连接，所述二号压裂囊袋的两路进水口中的其中一路进水口分别通过高压注水无缝钢管及高压注水管接头与所述一号压裂囊袋的一路进水口相连接；

所述封堵法兰盘上的一路注浆口接口的一端通过高压胶管与球阀相连接，球阀另外通过高压胶管与所述T型三通阀的A接口相连接，T型三通阀的B接口通过高压胶管与所述注浆装置相连接，注浆装置用于向压裂钻孔内注入水泥砂浆，T型三通阀的C接口通过高压胶管与溢流装置相连接。

进一步地，在所述封堵法兰盘上还焊接固定有封孔套管，用于将压裂钻孔封堵。

进一步地，在所述三号压裂囊袋、二号压裂囊袋和一号压裂囊袋上分别设有压裂囊袋爆破阀。