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专利号: 2021100864051
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法,其特征在于,包括以下步骤:a. 首先从巷道向煤层分别施工两个瓦斯抽采钻孔(1)、一个燃爆压裂钻孔(2)和两个导向孔(3),然后将瓦斯抽采管一(4)和瓦斯抽采管二(5)分别放入瓦斯抽采钻孔,将瓦斯抽采管三(23)、注气管(20)和点火装置(21)放入燃爆压裂钻孔,最后对瓦斯抽采钻孔和燃爆压裂钻孔封孔;

b. 将瓦斯抽采管一(4)、瓦斯抽采管二(5)和瓦斯抽采管三(23)通过管路与瓦斯抽采泵(7)吸气口连接,注气管(20)通过管路与气体增压泵(18)出气口连接,注气管(20)的出口位于钻孔中部,瓦斯抽采管三(23)与管路间设置阀门七(22),注气管(20)与气体增压泵(18)之间的管路上设置阀门六(19);

c. 瓦斯抽采泵出气口分为两路,一路连接瓦斯抽采主管路(9),另一路连接过滤装置(11),瓦斯抽采主管路(9)、过滤装置(11)与瓦斯抽采泵(7)之间的管路上分别设置阀门一(8)和阀门二(10),过滤装置(11)出气口通过管路依次连接气体混配室(12)、储气罐(16)和气体增压泵(18),气体混配室(12)的进气口连接干空气管路(14)并设置阀门三(13)控制,气体混配室(12)、气体增压泵(18)与储气罐之间的管路上分别设置阀门四(15)和阀门五(17);

d. 关闭阀门一(8)和阀门七(22),打开瓦斯抽采泵(7)和阀门二(10),进行煤层(24)的瓦斯抽采,抽采的瓦斯经过滤装置(11)过滤掉抽采过程的废水和废渣,然后进入气体混配室(12);

e. 在气体混配室(12)内,进入过滤后的瓦斯首先通过甲烷浓度传感器检测流入甲烷的浓度,若甲烷浓度高于爆炸浓度,则打开阀门三(13),注入干空气将甲烷浓度预混至爆炸浓度;然后打开阀门四(15),将预混气体注入储气罐(16)内;

f. 打开气体增压泵(18)、阀门五(17)和阀门六(19),预混瓦斯气体经过气体增压泵(18)增压到临界值后,通过注气管(20)注入到燃爆压裂钻孔(2)中;

g. 关闭阀门六(19),启动点火装置(21),引爆燃爆压裂钻孔(2)内的甲烷,燃爆产生的高温高压冲击波经导向孔(3)诱导,在煤层(24)中产生定向裂缝网络,同时高温促进燃爆压裂钻孔(2)内甲烷解吸;

h. 等待一段时间后,关闭阀门二(10),打开阀门一(8)和阀门七(22),将瓦斯抽采管一(4)、瓦斯抽采管二(5)和瓦斯抽采管三(23)通过瓦斯抽采泵(7)连入瓦斯抽采主管路(9)进行抽采作业,完成甲烷自循环燃爆压裂强化抽采。

2.如权利要求1所述的一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法,其特征在于:步骤a中,所述的燃爆压裂钻孔(2)位于两个瓦斯抽采钻孔(1)之间的中部位置,导向孔(3)位于燃爆压裂钻孔(2)与瓦斯抽采钻孔(1)之间并靠近燃爆压裂钻孔(2)。

3.如权利要求1所述的一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法,其特征在于:步骤e中,所述甲烷浓度预混至爆炸的浓度范围为9%‑10%。

4.如权利要求1所述的一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法,其特征在于:步骤f中,所述预混瓦斯气体经过气体增压泵(18)增压的临界值为10MPa。

5.如权利要求1所述的一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法,其特征在于:步骤h中,所述等待一段时间为20‑24小时。