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专利号: 202110399784X
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:

1.一种煤与接触共生油页岩压裂共采方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:在共采工作面(1)安装共采支架(3),共采支架(3)下方从前往后依次安装采煤机(9)、前刮板输送机(10)、后刮板输送机(11);在回采巷道(2)安装并调试脉冲压裂高压泵(26)及恒排量压裂高压泵(27);脉冲压裂高压泵(26)、恒排量压裂高压泵(27)分别通过高压胶管(22)与三通阀(23)的第一、第二阀口连接,三通阀(23)第三阀口通过高压胶管(22)与变接头(20)一端连接,脉冲压裂高压泵(26)与三通阀(23)第一阀口之间的高压胶管(22)上设有第一开关阀(24),恒排量压裂高压泵(27)与三通阀(23)第二阀口之间的高压胶管(22)上设有第二开关阀(25),三通阀(23)第三阀口与变接头(20)之间的高压胶管(22)上设有泄压阀(21);

S2:在共采工作面(1)靠近煤层(5)顶板处斜向前方施工一排平行的压裂钻孔(13),压裂钻孔(13)贯穿煤层(5)上方的直接顶油页岩(6)并延伸至直接顶油页岩(6)上方的老顶岩层(7)中,压裂钻孔(13)倾角为45°75°,压裂钻孔(13)直径为32mm 75mm,压裂钻孔(13)间~ ~

距根据煤层(5)顶板力学性质确定;

S3:变接头(20)远离高压胶管(22)的一端连接安装杆(19),安装杆(19)远离变接头(20)的一端连接下方脉冲压裂封隔器(16‑1),下方脉冲压裂封隔器(16‑1)通过细钢管(29)连接上方脉冲压裂封隔器(16‑2),上、下方脉冲压裂封隔器分别通过封孔高压细软管(18)与手压泵(28)连接,通过安装杆(19)将下方脉冲压裂封隔器(16‑1)、细钢管(29)、上方脉冲压裂封隔器(16‑2)送入直接顶油页岩(6)设计压裂位置;

S4:通过手压泵(28)分别使上、下方脉冲压裂封隔器膨胀封孔,然后打开第一开关阀(24)、关闭第二开关阀(25)和泄压阀(21),开启脉冲压裂高压泵(26)进行直接顶油页岩(6)脉冲压裂;脉冲压裂高压泵(26)产生的高压水依次通过高压胶管(22)、三通阀(23)、高压胶管(22)、变接头(20)、安装杆(19)、下方脉冲压裂封隔器(16‑1)进入细钢管(29),并通过细钢管(29)周向上均布的小孔作用于直接顶油页岩(6);

S5:脉冲压裂15 20min或煤层(5)表面出汗4 6min时,关闭脉冲压裂高压泵(26),~ ~

打开泄压阀(21)卸除压力,然后通过安装杆(19)将下方脉冲压裂封隔器(16‑1)、细钢管(29)、上方脉冲压裂封隔器(16‑2)从压裂钻孔(13)退出,并拆除安装杆(19)与下方脉冲压裂封隔器(16‑1)之间的连接;

S6:安装杆(19)远离变接头(20)的一端连接定向压裂封孔器(17),定向压裂封孔器(17)通过封孔高压细软管(18)与手压泵(28)连接,通过安装杆(19)将定向压裂封孔器(17)送入老顶岩层(7)中;

S7:通过手压泵(28)使定向压裂封孔器(17)膨胀封孔,然后打开第二开关阀(25)、关闭第一开关阀(24)和泄压阀(21),开启恒排量压裂高压泵(27)进行老顶岩层(7)恒排量定向压裂;

S8:恒排量定向压裂15 20min或煤层(5)表面出汗4 6min时,关闭恒排量压裂高压泵~ ~

(27),打开泄压阀(21)卸除压力,然后通过安装杆(19)将定向压裂封孔器(17)从压裂钻孔(13)退出,并拆除安装杆(19)与定向压裂封孔器(17)之间的连接;

S9:在所有压裂钻孔(13)中分别执行步骤S3 S8,直至完成所有压裂钻孔(13)的压裂,~

并根据压裂弱化范围确定压裂步距;

S10:压裂结束后,采煤机(9)开始割煤;

S11:采煤机(9)割煤后共采支架(3)立即伸出前探梁支护新暴露的上方直接顶油页岩(6);采煤机(9)通过后,向前移动共采支架(3),并伸出护帮板护住前方煤壁;

S12:向前移动前刮板输送机(10),并保证前刮板输送机(10)移动后呈直线状;

S13:根据直接顶油页岩(6)厚度及其破碎程度,确定放岩步距,将破碎的油页岩从共采支架(3)尾梁处设置的放岩口(12)放出;

S14:放完上方直接顶油页岩(6)后向前移动后刮板输送机(11);

S15:重复步骤S10 S14,直至采煤工作面推进长度达到压裂步距,结束本轮煤与接触共~

生油页岩共采;

S16:重复步骤S2 S15,直至回采结束。

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2.根据权利要求1所述的煤与接触共生油页岩压裂共采方法,其特征在于:步骤S7中恒排量压裂高压泵(27)产生的高压水依次通过高压胶管(22)、三通阀(23)、高压胶管(22)、变接头(20)、安装杆(19)进入定向压裂封孔器(17)与压裂钻孔(13)孔底之间的空间,并作用于老顶岩层(7)。

3.根据权利要求1所述的煤与接触共生油页岩压裂共采方法,其特征在于:压裂钻孔(13)倾角为60°,压裂钻孔(13)直径为32mm,压裂钻孔(13)间距9m。

4.根据权利要求1所述的煤与接触共生油页岩压裂共采方法,其特征在于:压裂步距为压裂钻孔(13)水平投影长度的0.8 1.0倍。

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