相變多點致裂增透方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層致裂增透方法，具體為一種液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法。
【背景技術】
[0002]我國煤礦多為高瓦斯低透氣性礦井，液態(tài)CO2相變致裂技術是根據我國煤礦的特點和需求開發(fā)的一種本質安全型和可靠的新型煤礦煤層增透技術。該技術在一些礦井進行了部分工業(yè)性試驗，原有的技術為液態(tài)CO2相變單點致裂，存在如下缺陷:
(1)液態(tài)CO2單點致裂釋放的能量不足，對煤層的破壞形成的裂隙太小，煤層透氣性增加不明顯；
(2)液態(tài)CO2單點致裂對煤層的影響范圍太??；
(3)液態(tài)CO2單點致裂由于釋放的CO2太少，對于鉆孔深度長的鉆孔，鉆孔內部空間太大，無法起到很好的致裂效果。
[0003]因此開發(fā)一種能夠有效克服上述技術缺陷的煤層致裂方法勢在必行。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明為解決目前液態(tài)CO2單點致裂釋放的能量不足，對煤層的破壞形成的裂隙太小，煤層透氣性增加不明顯的技術問題，提供一種液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法。
[0005]本發(fā)明是采用以下技術方案實現的:一種液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法，在煤層里布置一組致裂試驗鉆孔，在每個致裂試驗鉆孔中布置一套液態(tài)CO2致裂裝置，對煤層進行液態(tài)CO2相變多點致裂，增加煤層的透氣性；致裂完成后退出液態(tài)CO2致裂裝置并在每個致裂試驗鉆孔中連接負壓抽采管路進行瓦斯抽采，同時在兩個相鄰的致裂試驗鉆孔間布置兩個抽采鉆孔也進行瓦斯抽采，加快煤體瓦斯的抽采。
[0006]進一步的，所述的液態(tài)CO2致裂裝置包括設置在致裂試驗鉆孔內的多根串接起來的液態(tài)CO2致裂管，所述多根液態(tài)CO2致裂管運用導電引線串聯，導電引線一端與液態(tài)0)2致裂管相連在致裂試驗鉆孔內，另一端引出到致裂試驗鉆孔外并連接有礦用起爆器；所述致裂試驗鉆孔內在靠近鉆孔出口的位置順次設置有兩個用于封孔的封孔器，兩個封孔器與最后一根液態(tài)CO2致裂管串聯，封孔器連接一根高壓水管，高壓水管接到致裂試驗鉆孔外與打壓栗連接；通過推桿將上述連接設備推送進致裂試驗鉆孔內的試驗位置，推桿另一端與鉆機連接固定。
[0007]在完成上述布置以后，進行封孔，運用礦用起爆器對多根液態(tài)CO2致裂管加熱，使αν液體在較短時間內轉變?yōu)楦邏旱腃O 2氣體，對煤體進行作用產生裂隙，從而提高瓦斯的抽采效率。
[0008]進一步的，所述的封孔是利用打壓栗通過高壓水管往封孔器里注水，使封孔器膨脹與致裂試驗鉆孔壁緊密貼合，從而起到封孔的效果。
[0009]進一步的，所述致裂試驗鉆孔內布置的封孔器位于致裂試驗鉆孔內20米處，根據封孔器到致裂試驗鉆孔終孔位置的距離確定液態(tài)0)2致裂管的數量為5?10根。
[0010]相鄰致裂試驗鉆孔間距為20米，位于相鄰致裂試驗鉆孔之間的兩個抽采鉆孔的間距為6米；抽采鉆孔與相鄰的致裂試驗鉆孔的間距為7米。如圖2所示。
[0011]本發(fā)明主要包括兩個方面的內容，一是根據致裂試驗鉆孔長度確定液態(tài)CO2致裂管的數量，再通過液態(tài)0)2相變多點致裂技術對煤層作用，增加煤層的透氣性，提高抽采效率；二是通過致裂試驗鉆孔和抽采鉆孔的布置方式，提高液態(tài)0)2對煤層的作用效果與范圍，使抽采鉆孔得到最大化抽采作用。所采用的致裂試驗鉆孔的間距以及抽采鉆孔的間距能夠最大限度的完成抽采工作，確保瓦斯資源的充分利用。
【附圖說明】
[0012]圖1致裂試驗鉆孔致裂布置示意圖。
[0013]圖2抽采鉆孔布置示意圖。
[0014]1-致裂試驗鉆孔，2-抽采鉆孔，3-液態(tài)0)2致裂管，4-導電引線，5-礦用起爆器，6-封孔器，7-高壓水管，8-打壓栗，9-推桿，10-鉆機。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發(fā)明專利做進一步說明。
[0016]液態(tài)0)2相變多點致裂增透方法，致裂試驗鉆孔的布置如圖1所示，鉆孔內布置有多根液態(tài)CO2致裂管(數量由鉆孔長度確定)，以及封孔器，液態(tài)CO 2致裂管通過導電引線連接，另一端與試驗鉆孔外的起爆器連接，封孔器利用高壓水管與打壓栗連接，連接完成后連接推桿將致裂管與封孔器推送到致裂試驗鉆孔內，推桿另一端與鉆機連接固定，然后通過打壓栗對封孔器注水封孔，再通過起爆器起爆試驗鉆孔內的液態(tài)CO2致裂管，產生高壓氣態(tài)
0)2對煤體進行作用，形式裂隙，增加煤體的透氣性。鉆孔的布置如圖2所示，先在煤體內布置致裂試驗鉆孔，相鄰致裂試驗鉆孔的間距為20米，通過上述布置進行液態(tài)0)2相變多點致裂，致裂后退出致裂裝置并連接負壓抽采管路進行瓦斯抽采。相鄰兩個致裂試驗鉆孔間布置兩個抽放鉆孔并連接抽采管路進行抽采，加快了瓦斯抽采速度。礦用起爆器用于控制液態(tài)CO2致裂管內的CO 2膨脹并產生高壓，以實現煤層致裂。
[0017]本發(fā)明主要利用多根液態(tài)CO2致裂管對煤體進行致裂增透，合理布置試驗鉆孔與抽采鉆孔的距離，提高煤層的透氣性和瓦斯抽采效率，適用于煤層中長度為80?150米的鉆孔。本發(fā)明所公開的方法以及所用到的數據能夠最大限度的提高致裂效果以及瓦斯抽采效果，提高資源的回收利用率，降低工作成本。
【主權項】
1.一種液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法，其特征在于:在煤層里布置一組致裂試驗鉆孔(I )，在每個致裂試驗鉆孔(I)中布置一套液態(tài)CO2致裂裝置，對煤層進行液態(tài)CO 2相變多點致裂，增加煤層的透氣性；致裂完成后退出液態(tài)CO2致裂裝置并在每個致裂試驗鉆孔(I)中連接負壓抽采管路進行瓦斯抽采，同時在兩個相鄰的致裂試驗鉆孔(I)間布置兩個抽采鉆孔(2)也進行瓦斯抽采，加快煤體瓦斯的抽采。2.如權利要求1所述的液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法，其特征在于:所述的液態(tài)CO2致裂裝置包括設置在致裂試驗鉆孔(I)內的多根串接起來的液態(tài)CO2致裂管(3)，所述多根液態(tài)CO2致裂管(3)運用導電引線(4)串聯，導電引線(4) 一端與液態(tài)CO 2致裂管(3)相連在致裂試驗鉆孔(I)內，另一端引出到致裂試驗鉆孔(I)外并連接有礦用起爆器(5);所述致裂試驗鉆孔(I)內在靠近鉆孔出口的位置順次設置有兩個用于封孔的封孔器(6)，兩個封孔器(6 )與最后一根液態(tài)CO2致裂管(3 )串聯，封孔器(6 )連接一根高壓水管(7 )，高壓水管(7 )接到致裂試驗鉆孔(I)外與打壓栗(8 )連接；通過推桿(9 )將上述連接設備推送進致裂試驗鉆孔(I)內的試驗位置，推桿(9 )另一端與鉆機(10 )連接固定。3.如權利要求2所述的液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法，其特征在于:所述的封孔是利用打壓栗(8 )通過高壓水管(7 )往封孔器(6 )里注水，使封孔器(6 )膨脹與致裂試驗鉆孔(I)壁緊密貼合，從而起到封孔的效果。4.如權利要求2或3所述的液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法，其特征在于:所述致裂試驗鉆孔內布置的封孔器(6)位于致裂試驗鉆孔(I)內20米處，根據封孔器(6)到致裂試驗鉆孔(I)終孔位置的距離確定液態(tài)CO2致裂管(3)的數量為5?10根。5.如權利要求2或3所述的液態(tài)CO2相變多點致裂增透方法，其特征在于:相鄰致裂試驗鉆孔(I)間距為20米，位于相鄰致裂試驗鉆孔(I)之間的兩個抽采鉆孔(2)的間距為6米；抽采鉆孔(2)與相鄰的致裂試驗鉆孔(I)的間距為7米。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于煤層中的液態(tài)CO2相變多點致裂增透技術，主要解決了煤層透氣性差，瓦斯抽采難的一系列問題。本發(fā)明包括設置在煤層中的致裂試驗鉆孔，致裂試驗鉆孔內設置有液態(tài)CO2致裂管，多根液態(tài)CO2致裂管串聯在一起，在液態(tài)CO2致裂管后面接上兩個封孔器，利用推桿將液態(tài)CO2致裂管和封孔器推送到試驗鉆孔內。液態(tài)CO2致裂管利用導電引線連接與設置在試驗鉆孔外部的礦用起爆器連接。在完成上述布置以后，進行封孔，運用礦用起爆器對多跟液態(tài)CO2致裂管加熱，使CO2液體在較短時間內轉變?yōu)楦邏旱腃O2氣體，對煤體進行作用產生裂隙，從而提高瓦斯的抽采效率。本發(fā)明還包括對液態(tài)CO2致裂鉆孔和抽采鉆孔的布置距離以及時間的選擇。
【IPC分類】E21B43/26, E21B43/16, E21F7/00
【公開號】CN105201481
【申請?zhí)枴緾N201510668034
【發(fā)明人】張國亮, 申晉偉, 尚瑋煒, 羅華貴, 趙學良, 陳備, 王寧
【申請人】山西晉煤集團技術研究院有限責任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月17日