[发明专利]一种高应力低孔隙率煤层射孔压裂增透方法

摘要

本发明公开了一种高应力低孔隙率煤层射孔压裂增透方法，属于煤矿采掘工作面灾害防治领域。其首先测定煤体力学性质、确定相关技术参数如射孔深度、煤体起裂压力、压裂增透半径、钻孔布设间距和射孔布设间距，然后安设煤层射孔系统并对其进行射孔操作，完成射孔操作后，安设水力压裂系统启动压裂进行注水，观察压力值的变化直至完成压裂操作。本发明通过增加煤体内部的断裂结构，可有效释放煤体弹性势能，为工作面防治冲击地压工作作好了准备，同时，高压水体能够对煤层起到良好的润湿作用，减少了煤层开采时所产生的粉尘量，有利于创造良好的工作环境，保护井下工作人员的身体健康。

主权项

一种高应力低孔隙率煤层射孔压裂增透方法，其特征在于，包括以下步骤：a测定煤体力学性质，现场采集煤样，进行工业性试验分析，测定煤体的物理力学参数；b确定技术参数，根据上述煤体的物理力学参数，并结合理论知识计算煤体的射孔深度L、煤体起裂压力p_f、压裂增透半径R、钻孔布设间距X和射孔布设间距2R；c安装煤层射孔系统，所述煤层射孔系统包括射孔器、套管一、推进杆和起爆器，所述套管一放置于预设的钻孔内，所述射孔器设置在所述套管一内，所述射孔器的尾端与所述推进杆旋接，推进杆的尾端连接所述起爆器；所述射孔器包括射孔枪和射孔弹，所述射孔枪为杆状，所述射孔枪内部分为若干个区段，所述每个区段均装有弹架，所述射孔弹依次装在每个区段的弹架中，各个射孔弹弹尾与所述起爆器连接；d接步骤c，启动起爆器，起爆器将起爆能量传递至各个射孔弹，各个射孔弹激发并产生高压金属射流，在钻孔周边形成深度为L的射孔，回收射孔器，水力冲洗钻孔和射孔，完成射孔操作；e安装水力压裂系统，所述水力压裂系统包括套管二、注水压裂泵、注水压力表、供水箱、压裂筛管、智能低浓度瓦斯传感器和流量计，所述套管二放置于预设的钻孔内，所述压裂筛管设置在所述套管二内，所述压裂筛管的尾端通过供水管路依次连接注水压力表、注水压裂泵、流量计和供水箱，所述智能低浓度瓦斯传感器放置在预设钻孔外的煤壁附近，与地面计算机终端连接；d接步骤e，开启注水压裂泵注水，待钻孔内部压力达到初始压力值后，启动压裂，观察注水压力表读数以及供水箱内水量变化情况，压力缓慢上升至煤体起裂压力值p_f；待压力稳定下来2小时后、水压下降至实际最大注水压力的30％以上时，结束注水，缓慢泄压，完成压裂操作。