一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110541697A(43)申请公布日2019.12.06(21)申请号201910903950.8(22)申请日2019.09.24(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人王凤超郭楚文刘送永肖南喆周鑫李洪盛(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人陆志斌(51)Int.Cl.E21B43/26(2006.01)E21F7/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法(57)摘要本发明公开了一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法，包括组装水力压裂系统、煤层开孔、设置膨胀软管、压裂以及卸压五大步骤，本发明通过高压泵提供的高压水使得水力压裂钻孔内的膨胀软管膨胀，煤层在膨胀软管的作用下裂隙结构遭到破坏，形成裂缝，达到了增透卸压的效果，本方法同时避免了一般水力压裂方法中发生的水堵塞气孔现象，杜绝了水资源的浪费，解决了目前低透气性、高瓦斯浓度的松软煤层瓦斯抽取困难的问题。CN110541697ACN110541697A权利要求书1/1页1.一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)、组装水力压裂系统；通过主承压软管依次将水箱、高压泵、变径法兰连接，变径法兰设有若干个变径端口并分别通过副承压软管连接钢管；高压泵的出水口设有压力表和卸压阀；2)、开孔；在开采截面上垂直或平行于煤层的位置开设若干个水力压裂钻孔；3)、设置膨胀软管；将与水力压裂钻孔直径相同且一端密封的膨胀软管深入到水力压裂钻孔内，密封端朝下，膨胀软管开口端分别与钢管连接；4)、压裂；将矿井巷道里的供水管与水箱进水口连接，保持水箱水压稳定，开启高压泵，高压水经过变径法兰进入各个膨胀软管，膨胀软管在水压力不断升高的情况下不断膨胀挤压周边煤层，使得煤层结构遭到破环，形成裂隙，增强煤层透气性；5)、卸压；在煤层遭到破坏形成裂隙后，打开高压泵出水口连接的卸压阀，对整个系统进行卸压，卸压完成后，将膨胀软管抽出。2.如权利要求1所述的一种用于煤层增透的水力压裂方法，其特征在于，步骤2)中，水力压裂钻孔之间的间距为2～5m，水力压裂钻孔的深度为20～80m。3.如权利要求1所述的一种用于煤层增透的水力压裂方法，其特征在于，高压泵的出口处高压水的压力范围为10～60Mpa。4.如权利要求1所述的一种用于煤层增透的水力压裂方法，其特征在于，步骤3)中，膨胀软管材质采用弹性橡胶。5.如权利要求1所述的一种用于煤层增透的水力压裂方法，其特征在于，步骤2)中，水力压裂钻孔的直径为8～20cm。2CN110541697A说明书1/2页一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法技术领域[0001]本发明涉及高瓦斯浓度煤层的增透技术领域，具体涉及一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法。背景技术[0002]我国煤炭的地质赋存条件差，硬度低，瓦斯含量高的同时透气性差。随着开采深度的增加，煤层的透气性变得更差，瓦斯抽取的难度增加，抽采效率偏低。由于煤层松软，在瓦斯抽彩钻孔时易发生塌孔、喷孔、卡孔等问题，严重影响了矿井的安全生产。而水力压裂技术可以减轻钻孔压力，改善煤层的透气性，扩大卸压范围，近些年得到了广泛的应用。目前，水力压裂技术主要分为顺层钻孔和穿层钻孔两种方式。但是这两种方案应用在低透气性，高瓦斯浓度的松软煤层时，一方面由于强度低，煤层应力不稳定，极易出现钻孔坍塌，压实等现象。另一方面，高压水在煤层钻孔中与松软的煤层结合成煤泥浆也会导致塌孔。因此对于这种低透气性高瓦斯浓度的软煤层中实施水力压裂增透方案效果并不好。此外，两种水力压裂方法需要浪费大量的水资源，而且泄露的水堆积在采煤工作面，影响采煤工作的开展。发明内容[0003]针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法，其利用膨胀软管避免水堵塞气孔，并且杜绝水资源的浪费，从而解决目前低透气性，高瓦斯浓度的松软煤层瓦斯抽取困难的问题。[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：[0005]本发明提供一种用于煤层增透的膨胀软管式水力压裂方法，具体包括以下步骤：[0006]1)、组装水力压裂系统；通过主承压软管依次将水箱、高压泵、变径法兰连接，变径法兰设有若干个变径端口并分别通过副承压软管连接钢管；高压泵的出水口设有压力表和卸压阀；[0007]2)、开孔；在开采截面上垂直或平行于煤层的位置开设若干个水力压裂钻孔；[0008]3)、设置膨胀软管；将与水力压裂钻孔直径相同且一端密封的若干个膨胀软管深入到水力压裂钻孔内，密封端朝下，膨胀软管开口端分别与钢管连接；[0009]4)、压