[发明专利]一种低渗透煤层多孔多点点式水力压裂装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种低渗透煤层多孔多点点式水力压裂装置及使用方法，装置包括分流点式压裂器、衔接装置和高压输水泵站，使用方法为将高压软管、若干分流器和若干分流点式压裂器相连并推入压裂孔底；开启高压输水泵站，使高压水流依次经过分流器、高压软管、钢推杆和分流点式压裂器，封孔囊膨胀，最后高压水流从点式压裂出水口流出对煤层进行点式水力压裂。本发明可精准控制点式水力压裂的扩展方向，显著降低水力压裂对地应力的敏感性，节约水资源，提高低渗透煤层的致裂增透效果，另外可根据工程实际情况进行低渗透煤层顺层和穿层单个或多个压裂孔逐步压裂、单压裂孔多点、多压裂孔多点点式水力压裂，具有极大的灵活性和极高的压裂效率。

技术领域

本发明涉及水力压裂技术领域，具体涉及一种低渗透煤层多孔多点点式水力压裂装置及使用方法。

背景技术

中国的煤层大多具有高瓦斯、低渗透的特点，煤与瓦斯突出事故频发，严重威胁煤矿作业人员的生命安全，带来巨大的经济损失，因此如何提高煤层致裂增透效果，为强化瓦斯抽采创造条件，提供更加安全的生产环境，一直是煤炭行业关注的焦点。目前国内外研究出了深孔爆破、水力割缝和高压气体爆破等较为有效的技术手段，但随着这些技术手段的现场运用，一些缺点也逐渐显露出来，如深孔爆破在爆炸时产生明火，易引发高瓦斯矿井二次爆炸，水利割缝工艺较复杂，应用范围比较受限，高压气体爆破效率低下等。相较于其他增透技术，水力压裂技术具有适用范围更广、更安全和效果更显著的优点，因此在低渗透煤层致裂增透方面更具优势。然而常规的煤层水力压裂技术受到地应力的影响程度较大，水力压裂方向不能严格受到人为控制，同时大多数水力压裂的压裂范围较大，针对性不强，水资源的需求较大，往往造成水资源浪费，另外，常规的水力压裂技术对多个目标压裂位置多使用逐步压裂方式进行压裂，压裂效率低下，也增加了作业人员的劳动强度。

因此，为解决目前常规低渗透煤层水力压裂技术的局限性，充分考虑水力压裂针对性和效率的前提下，提出一种低渗透煤层多孔多点点式水力压裂装置及使用方法。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低渗透煤层多孔多点点式水力压裂装置，包括分流点式压裂器、衔接装置和高压输水泵站；所述分流点式压裂器包括封孔囊、分流压裂器和封盖，所述分流压裂器上设置有点式压裂出水口和点式压裂分水口，所述点式压裂出水口上设有注水阀；所述衔接装置包括高压软管、分流器、钢推杆；所述高压输水泵站通过高压软管、分流器、钢推杆与分流点式压裂器依次相连。

所述分流器与分流器之间，分流点式压裂器与分流点式压裂器之间均为串联，分流器个数由压裂孔的个数决定，分流点式压裂器个数由压裂孔内的目标压裂点个数决定，假设综合考虑埋深、地应力等工程实际情况后压裂孔深为Lm，保护的岩层厚度为Bm，目标压裂点平均间距dm，则分流点式压裂器的个数为n取整，满足下列式子：

n=（L-B）/d+1。

所述分流压裂器两侧均与封孔囊相连，或一侧与封孔囊相连，另一侧与封盖相连。

所述高压输水泵站和分流器上均设置有输水开关。

一种低渗透煤层多孔多点点式水力压裂使用方法，将若干分流点式压裂器依次连接，用钢推杆将其推入压裂孔底部，再依次连接高压软管和若干分流器；开启高压输水泵站，使高压水流依次经过分流器、高压软管、钢推杆和分流点式压裂器，使压裂孔内所有封孔囊膨胀，封孔囊所在压裂孔位置得到密封，使高压水流仅作用于封孔囊之间的间隙；继续输送高压水流，点式压裂出水口达到注水压力，注水阀自动打开，最后高压水流从点式压裂出水口流出对煤层进行点式水力压裂。