[发明专利]一种煤矿坑道压裂装置、方法及瓦斯排采设备

说明书

本发明提供了一种煤矿坑道压裂装置、方法及排采设备，属于煤层气开采和瓦斯排采设备技术领域。该装置包括用于将排采孔分段压裂用的压裂管柱和其他在压裂施工中需要用的供液车，该供液车至少具有单独配制压裂液、单独储存缓冲压裂液以及单独将压裂液增压并输送给压裂管柱的功能。分段压裂用的压裂管柱安装在煤矿坑道内的煤层气或瓦斯的排采孔中，分段压裂用的压裂管柱具体可以是采用具有压裂滑套的分段管柱和封隔器机构实现排采孔的分段压裂改造，形成枝状高渗汇流煤层气或瓦斯，实现煤层气高产和降瓦斯安全生产；多功能的供液车根据煤矿坑道安全标准优化，并可根据所需功能将实现各功能的设备模块化集成后线性布局安装在煤矿轨道的平车底盘上。

技术领域

本发明涉及煤层气开采和瓦斯排采设备技术领域，具体涉及一种煤矿坑道压裂装置、方法及瓦斯排采设备。

背景技术

目前煤矿采煤坑道内钻孔排采瓦斯(又称煤层气)技术较为粗放，基本是直接钻孔实施排水解析生产煤层气，即使借鉴油气田压裂改造工艺增产，也是笼统压裂改造，整个排采孔吸收液体快，压裂启缝困难，渗流严重，无法形成波及深度大、裂缝形态好的排采缝，导致改造裂缝少，增产效果受限。

另外，即使借鉴油气田压裂改造工艺，但是目前油气田压裂设备多在地面施工，采用重汽底盘机动，需要大面积平面布局摆放设备和连接管网，而上述重汽底盘无法在坑道内行驶，施工沿坑道线性展开存在诸多不便，瓦斯排采效率较低。

发明内容

本发明旨在提高瓦斯排采效率和产量。

为解决上述问题，本发明提供了一种煤矿坑道压裂装置，包括：

压裂管柱，所述压裂管柱适于伸入煤矿坑道的排采面的排采孔中，所述压裂管柱包括多个分段管柱和封隔机构，所述分段管柱包括压裂滑套和分别连接于所述压裂滑套两端的压裂管，相邻所述分段管柱之间通过封隔机构连接，所述封隔机构用于将所述分段管柱与排采孔之间形成密封空间；

供液车，所述供液车为线性结构，所述供液车适于行走在所述煤矿坑道内的轨道上，所述供液车与所述压裂管柱连接。

本发明提供的一种煤矿坑道压裂装置，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

可向煤矿坑道侧壁的排采面的排采孔中安装压裂管柱，通过压裂管柱中的多个封隔机构，例如可以是封隔器实现与排采孔内壁的密封，进而相邻两个封隔机构之间且位于分段管柱外壁与排采孔内壁之间的空间形成密封空间，且每个密封空间配有一个压裂滑套，沿排采孔的长度方向，在压裂作业时，每个压裂滑套被打开后，压裂液不会进入其他密封空间，只对相应密封空间的侧壁进行压裂，最终形成排采缝，进而沿排采孔分段压裂出数段高渗导流的排采缝，这些导流的排采缝形成类似树枝状缝网分布在排采孔周围，最后，可通过压裂出树枝状缝网的排采缝伸展至煤层深部，降压解析出瓦斯(煤层气)，并汇集至排采孔主通道，提高了煤层气波及范围和导流能力，最终实现瓦斯增产以及提高瓦斯排采效率。另外，本发明中的供液车相较于传统的只能在地面活动工作的油气田压裂设而言，该供液车设计为线性结构，能与狭窄的煤矿坑道内轨道(运煤轨道)配合，通过供液车在煤矿坑道内的轨道上的行走，可以在对一个排采面排采完成后移动至下一个排采面进行压裂排采，施工便捷高效。

进一步地，所述供液车包括依次设置的坑道增压车、坑道混砂车和坑道配液车，所述坑道配液车用于配制压裂液，所述坑道混砂车用于储存压裂液，所述坑道增压车用于将所述坑道混砂车中储存的压裂液增压后供入所述压裂管柱中。

进一步地，坑道配液车包括第一坑道轨道底盘、压裂液配制罐、煤安电机型搅拌器和压裂药剂添加器，所述第一坑道轨道底盘适于行走在煤矿坑道内的轨道上，所述压裂液配制罐设置于所述第一坑道轨道底盘上，所述煤安电机型搅拌器和所述压裂药剂添加器分别设置于所述压裂液配制罐上。