[实用新型]煤矿井下水力加砂压裂系统

说明书

本实用新型公开了一种煤矿井下水力加砂压裂系统，包括供水系统、配液系统、混砂系统、压裂系统和高压管汇系统；压裂系统由两台压裂泵组并联形成；高压管汇系统包括Y形三通，Y形三通的两个进口通道分别与两台压裂泵组的出口连通；配液系统包括两个配液池。优选，供水系统由压力水管路和抽水管路组成；压力水管路的主管路与所述汇流管道接通，压力水管路的旁路分别与两个所述配液池连通；所述抽水管路一端与汇流管道接通，另一端与清水池接通，抽水管路上设有抽水泵。本实用新型的有益效果是，压裂系统结构简单、布局合理，适于井下狭小或狭长空间携砂压裂使用。

技术领域

本实用新型属于煤层气开发领域，具体涉及一种煤矿井下水力加砂压裂系统。

背景技术

在煤矿领域，以水力压裂为代表的水力化措施被广泛应用于煤层增透，以提高煤层瓦斯的抽采效果。随着煤矿矿井开采深度的不断增加，地应力越来越大，采用清水压裂增透后，在高地应力的作用下，压出缝隙会重新闭合。不仅增透效果没有显著提升，反而浪费人力、物力。因此，需要在清水压裂的基础上将支撑剂压入煤层缝隙进行支撑，以增大煤层透气性，减小瓦斯抽采衰减系数，提高瓦斯抽采效果。虽然页岩气领域的水力压裂加砂的应用已趋于成熟，但鉴于煤矿井下的特性，不能完全借鉴其加砂工艺。一是因为地面油气田空间广阔，压裂车可以多台并联提供高压力，压裂液有足够大的配液罐储存，而煤矿井下空间狭长，压裂设备及配液空间受限，不能进行大规模配液和大流量压裂，只能进行低排量加砂；二是油气田地面压裂加砂一般为下向孔，采用常规石英砂，而煤矿井下水力压裂钻孔一般为上向钻孔，需要配置高密度压裂液将低密度压裂砂悬浮在压裂液中。鉴于以上原因，需要结合煤矿井下条件，在成熟的清水压裂的基础上，研制一种适用于煤矿井下条件的水力压裂加砂工艺及装备。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种煤矿井下水力加砂压裂系统，该系统通过双配液池和双压裂泵的设置，减少配液池横向尺寸和单泵体积，在满足压裂液流量要求的前提下，方便配液池和压裂泵按长度方向布置，以适应于井下狭长空间的加砂压裂要求。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种水力加砂压裂系统，包括供水系统、配液系统、混砂系统、压裂系统和高压管汇系统；所述供水系统具有分别与配液系统和混砂系统连接的管路；所述混砂系统由混砂装置和混砂增压装置组成，混砂装置的液体进口通道通过三通分别与配液系统的出口和供水系统对应供水管路连接，混砂装置的混合液出口端与增压装置的进口端连接，混砂装置具有添加支撑剂的支撑剂添加口；增压装置的出口端与压裂系统连接；所述压裂系统由两台压裂泵组并联形成；所述高压管汇系统包括Y形三通，Y形三通的两个进口通道分别与两台压裂泵组的出口连通；Y形三通的出口通道通过高压直管通入压裂孔；所述配液系统包括两个配液池，每个配液池设有一压裂液供给泵，两个压裂液供给泵的出口通过汇流管道与混砂装置的压裂液进口端连通。

采用前述方案的本实用新型，系统具有两个配液池和两个压裂泵组，以在满足大流量压裂要求，并可方便的沿井下巷道长度方向布置两个配液池和压裂泵组，从而减小单个配液池和压裂泵组要求，可很好的适用于井下狭小或狭长空间环境。另外，通过供水管路可提供清水，便于压裂初期阶段通过清水压裂造缝，中期压裂液携砂压裂方式，后期管道及泵组清洗的全过程三阶段压裂，从而可有效减少压裂液消耗量，进而进一步减小配液池容积要求，适于井下狭长空间使用。

优选的，所述供水系统由压力水管路和抽水管路组成；压力水管路的主管路与所述汇流管道接通，压力水管路的旁路分别与两个所述配液池连通；所述抽水管路一端与汇流管道接通，另一端与清水池接通，抽水管路上设有抽水泵。压力水管路可通过井下用水点接入清水，压力水管路同时为配液池和水压裂用水；清水池用于压裂用水增量要求，如采用清水单泵压裂时，可仅由压力水管路供水，当采用双泵清水压裂时，清水池可与压力水管路同时供水，从而消除供水不足隐患。