[实用新型]一种钻孔内煤层的安全监测系统

说明书

本实用新型公开了一种钻孔内煤层的安全监测系统，包括水力压裂设备、抽采设备、监测设备和控制设备，所述控制设备分别连接水力压裂设备、抽采设备、监测设备；其中，所述监测设备包括应力传感设器、水压传感器、流量传感器、温度传感器、瓦斯气体浓度传感器和一氧化碳气体浓度传感器，所述应力传感设器、温度传感器、瓦斯气体浓度传感器和一氧化碳气体浓度传感器分别布设于煤储层，所述水压传感器、流量传感器连接水力压裂设备的管路上。本实用新型通过对水力压裂设备和抽采设备进行同时监测和控制，并设置有告警设备，提供一种一体式监测系统，方便快捷。

技术领域

本实用新型涉及增透抽采监测领域，尤其涉及一种钻孔内煤层的安全监测系统。

背景技术

2017年我国煤产量达34.45亿吨，占世界总产量的46.4%左右，煤炭作为我国的主题能源地位在相当长时期内不会动摇，但我国95%的煤矿开采是井工作业，50%以上的煤炭开采受到与煤伴生伴储的瓦斯困扰，瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全高效开采的重大难题。

水力压裂是将高压水注入增透煤层中，当超过煤层承受最大的起压裂压力的极限时，裂隙沿着水孔产生并向着煤层所受的垂直应力最小的方向延伸。该技术最早在天然气和石油工业应用，近年来逐步被引入到煤炭行业。目前水力压裂主要有地面压裂和井下压裂2种：

1.地面水力压裂。地面钻井抽采时，由于绝大多数煤层的透气性都很低，仅靠钻井井眼圆柱侧面作为排气面是远远不够的，所以必须采取增透措施。以钻井水力压裂为关键技术的一整套工艺及装备目前已经逐步趋于成熟。地面水力压裂装备较庞大，实施时需供水、供电、提供交通条件，投资较大：

2.井下水力压裂技术。井下水力压裂必须有岩石段作为保护，一般通过底板巷向上部煤层打钻孔，高压水通过钻孔注入煤层当中，当煤层在高压水的作用下致使煤层超过承受最大破裂压力时，裂缝将会沿着水孔周围产生，并沿着煤体承受最小垂直应力的方向延伸。与地面水力压裂相比，井下水力压裂灵活性强，施工精度高，成本低，但是受到井下作业空间的限制，地面压裂装备的尺寸大，很难应用到井下，对水力压裂装备小型化提出了新的要求。

目前急需一套完整的水力压裂增透抽采监测系统，对水力压裂、抽采进行实时监测。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种钻孔内煤层的安全监测系统，用于上述问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种钻孔内煤层的安全监测系统，包括水力压裂设备、抽采设备、监测设备和控制设备，所述控制设备分别连接水力压裂设备、抽采设备、监测设备；其中，所述监测设备包括应力传感设器、水压传感器、流量传感器、温度传感器、瓦斯气体浓度传感器和一氧化碳气体浓度传感器，所述应力传感设器、温度传感器、瓦斯气体浓度传感器和一氧化碳气体浓度传感器分别布设于煤储层，所述水压传感器、流量传感器连接水力压裂设备的管路上。

进一步的，所述水力压裂设备包括依次连接的供水管路、压裂泵和高压管路，所述供水管路上设置流量传感器，所述高压管路上设置水压传感器，所述高压管路连接储煤层。

进一步的，所述水力压裂设备还包括水路阀门和泄压阀门，所述水路阀门设置于供水管路上，并连接控制设备，所述泄压阀门设置于高压管路上，并连接控制设备。

进一步的，所述抽采设备包括抽采管路和抽采泵，所述抽采管路包括主抽采管和多个分支抽采管，所述主抽采管分别与多个分支抽采管和抽采泵连接，所述分支抽采管插入至设置于储煤层的钻孔内，所述抽采泵连接控制设备。

进一步的，还包括告警设备，所述告警设备连接控制设备。

进一步的，还包括通讯设备，所述通讯设备连接控制设备，所述通讯设备至少包括WiFi、蓝牙、RS485通讯设备、LoRa通讯设备中的一种或多种。

进一步的，还包括云平台，所述云平台通过连接通讯设备，连接控制设备。