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[发明专利]一种抽采煤层瓦斯装置及方法-CN202310714699.7在审
发明人：张磊;罗亮;刘鑫元;曾世攀;李佳程;田世祥;郝定溢;叶志伟 -专利权人：中国矿业大学;贵州大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： E21B43/00 文献下载
摘要：本发明公开一种抽采煤层瓦斯装置及方法，用于煤层开采，包括二氧化碳加注泵，氮加注泵和注水泵；二氧化碳加注泵将热二氧化碳注入二氧化碳移动装置；氮加注泵和注水泵分别将液氮或水注入氮/水移动装置；煤层内设置有交变注入管和瓦斯抽采管；瓦斯抽采管通过回水管路与注水泵连通；交变注入管开设有至少三组孔组，每一孔组置于一煤层段内；二氧化碳移动装置和氮/水移动装置均置于交变注入管内并均开设有孔组，且二氧化碳移动装置套设于氮/水移动装置外侧；交变注入管管口为封闭端口。本发明通过将煤层划分为若干段位置，先后分顺序可同步进行的完成注水，注氮，注气及抽采瓦斯，大大提高了瓦斯开采效率。
一种煤层瓦斯装置方法

[发明专利]一种基于化学冷热循环致裂增透煤层系统及方法-CN202310772648.X在审
发明人：张磊;刘鑫元;罗亮;李佳程;曾世攀;田世祥;解庆雪;叶志伟 -专利权人：中国矿业大学;贵州矿安能创科技有限公司;贵州大学
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于化学冷热循环致裂增透煤层系统及方法，涉及一种具有提高煤层的瓦斯渗透率，和解吸量，并降低排采中的堵塞问题的装置，主要包括：设于钻杆最前端的钻头，位于钻头内部的定位器，钻杆后端的封孔器，位于钻杆上的供气管、碳气管、液氮管、盐酸管，位于钻头后方的射孔管柱，以及相关的附属设施，实现了利用液氮吸热压裂煤层后变为氮气与下一步注入的二氧化碳形成混合气体驱替瓦斯，氮气与二氧化碳的混合气体驱替瓦斯效果优于单一气体驱替。且射孔可以增强之后步骤中液氮的扩散效果，增大致裂范围，提高了煤层气的产量，各步骤之间有效衔接，有效利用了之前步骤的剩余物，降低了煤矿瓦斯风险。
一种基于化学冷热循环致裂增透煤层系统方法

[发明专利]一种煤层致裂装置和致裂方法-CN202210653217.7有效
发明人：张磊;曾世攀;张振宇;张村;郭鲁成;李佳程 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-06-09 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： E21C37/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层致裂装置和致裂方法，煤层致裂装置包括：加压液氮泵，与液氮源相连通；高压水泵，与水源相连通；高压密封钻杆，配置为能够在煤层中开设致裂钻孔，且沿着高压密封钻杆的延伸方向设置有输送管腔，该输送管腔的一端与所述致裂钻孔相连通，其另一端分别与所述高压水泵和加压液氮泵相连通。该装置致裂效果好、工序简单，能有效提升煤层透气性。
一种煤层装置方法

[发明专利]一种煤层突水探测和封堵装置及方法-CN202210653220.9有效
发明人：张磊;李佳程;张振宇;张村;曾世攀;郭鲁成 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-06-09 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层突水探测和封堵装置及方法，该装置由煤层朝向含水层方向开设的探测孔，突水探测和封堵装置包括：易溶体，其固定安装在所述探测孔内，且其内部限定出两端敞开的易溶腔；壳体，可拆卸地配置在所述易溶腔内，具有相互连通的入口端和出口端，且所述入口端靠近煤层设置，所述出口端靠近含水层设置；湿度传感器，安装在所述出口端，配置为检测探测孔内的湿度；反应组件，固定在所述出口端，配置为与水反应产生热量；温度传感器，设置在所述反应组件内，配置为检测所述反应组件内的温度。该装置能够检测实现检测和封堵突水，可靠性较高，成本低。
一种煤层探测封堵装置方法

[发明专利]一种煤层气防突系统及防突方法-CN202211106218.6在审
发明人：张磊;曾世攀;袁小川;李明雪;张村;郭鲁成;李佳程;吴刚 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-09-10 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层气防突系统及防突方法，包括：开设于煤层中的注入孔、抽采孔和监测孔；负压泵，与所述抽采孔相连通，配置为抽采煤层中的瓦斯；储氮瓶，与所述注入孔相连通，配置为向所述注入孔中注入氮气，以实现对瓦斯的驱替；阀门，设置在所述储氮瓶与所述注入孔之间，配置为控制所述储氮瓶向所述注入孔注入氮气的量；监测器，安装在所述监测孔中，配置为监测煤层中瓦斯的浓度信息和压力信息；计算机，与所述阀门和所述监测器通信连接，配置为基于所述瓦斯的浓度信息和压力信息控制所述阀门向所述注入孔中注入氮气的量和控制所述负压泵抽采瓦斯的量。
一种煤层气系统方法

[发明专利]一种注气驱替效果检测方法-CN202211159861.5在审
发明人：张磊;郭鲁成;李明雪;袁小川;李佳程;曾世攀;薛小妹;吴刚 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-09-22 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： E21B43/16 文献下载
摘要：本发明公开一种注气驱替效果检测方法，属于煤层气井开发技术领域。在煤层交替布置抽采钻孔和注气钻孔，然后在安装的抽采管和注气管端部安装能够检测出含有C14的CO2浓度的检测装置，之后利用含有C14的CO2气体作为注气驱替瓦斯的气源进行瓦斯抽采，通过分析抽采管和注气管上检测装置对C14含量的检测数值，从而判当前注气驱替瓦斯抽采管路是否存在问题，然后针对问题出现的位置做出相应的解决措施。其步骤简单，使用放方便，检测效果迅速，对生产具有重大意义。
一种注气驱替效果检测方法

[发明专利]一种煤层卸压增透方法和系统-CN202211105581.6在审
发明人：张磊;李佳程;李明雪;袁小川;曾世攀;郭鲁成;吴刚;薛小妹 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-09-10 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： E21B43/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层卸压增透方法和系统，方法包括如下步骤：由煤层顶板处的岩层向煤层中钻取卸压孔，并在所述卸压孔中至少放置第一微波装置；在煤层中开设微波致裂孔、注射钻孔和煤层气抽采孔，并在微波致裂孔中至少放置第二微波装置，在注射钻孔中至少放置液态致裂装置；打开煤层中的第一微波装置进行微波致裂，工作指定的时间后再关闭第一微波装置，等时间间隔重复多次，对煤层上方坚硬岩层进行破碎；打开煤层中的第二微波装置进行微波致裂，然后由液态致裂装置向注射钻孔中注入液态二氧化碳或液态二氧化氮进行致裂；重复上述步骤多次，在煤层气抽采孔处进行煤层气和二氧化碳的分离，获取煤层气。
一种煤层卸压增透方法系统

[发明专利]煤层气开采钻头及其开采方法和具有开采钻头的开采系统-CN202210210458.4有效
发明人：张磊;李佳程;李明雪;阚梓豪;袁小川;曾世攀;郭鲁成 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-05 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层气开采钻头及其开采方法和具有开采钻头的开采系统，开采钻头包括依次连接的高压泵站、水辫、定向钻杆、转向器和水钻钻头，所述水钻钻头包括：水钻本体，其内部具有沿着其延伸方向开设的第一通道，所述第一通道具有第一端和第二端，所述第一端通过高压泵站与外部水源相连通，所述第二端延伸至水钻本体的端头处；还包括：开设于所述水钻本体内部且沿着其延伸方向延伸的多个第二通道，每个所述第二通道具有第三端和第四端，所述第三端通过高压泵站与液氮源或热水源相连通，所述第四端由所述水钻本体的外周壁穿出。该开采钻头实现了钻孔和增加渗透率同时施工的难题，大大降低了施工成本与钻进耗时，提高了钻孔钻进效率。
煤层气开采钻头及其方法具有系统

[发明专利]一种实时多次封孔的装置及方法-CN202210238946.6有效
发明人：张磊;郭鲁成;李明雪;阚梓豪;袁小川;李佳程;曾世攀 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-11 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： E21B33/13 文献下载
摘要：本发明公开一种实时多次封孔的装置及方法，适用于瓦斯抽采领域使用。包括套在抽采管上的外囊袋和内囊袋，抽采管上套有套筒，套筒上设有中空圆形挡板，中空圆形挡板与内囊袋和外囊袋之间均设有压力相同的弹簧，利用弹簧保证中空圆形挡板在套筒上水平移动时平稳，外囊袋和内囊袋上分别连接有用以注浆封孔的注浆管，所述中空圆形挡板上设有多个荧光传感器，利用萤光传感器的感知，检测在一次封孔之后，外囊袋和内囊袋之间的煤体是否会再次出现裂隙，进而通过数据线将此信息传输至电脑，若出现裂隙，则可以对裂隙再次进行封堵，此装置可对任意时刻产生的裂隙进行实时封堵。其时效性强，操作简单，自动化高。
一种实时多次装置方法

[发明专利]一种注水注氮抽采瓦斯封孔装置及钻孔布置方法-CN202210825225.5在审
发明人：张磊;郭鲁成;张村;张振宇;李佳程;曾世攀 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开一种注水注氮抽采瓦斯封孔装置及钻孔布置方法，适用于瓦斯抽采领域使用。包括布置于注氮注水管上的封孔装置，封孔装置为漏斗结构，漏斗两边设有注氮管道以及输水管道通通向瓦斯抽采管以及注氮注水管，在注水注氮致裂煤层过程中，注水致裂煤层时可以通过输水管将水注入瓦斯抽采管以及注氮注水管周边；注氮时可以将液氮填满同时位于抽采管以及注氮注水管的注氮管道；通过液氮的低温作用使液氮管道周围的水结冰，进而实现抽采管以及注氮注水管的初次封孔，并且在抽采管口位置设置有检测专制，当检测到瓦斯抽采浓度下降时，可以对封孔再次加强。其经济性高，时效性强，操作简单。
一种注水注氮抽采瓦斯装置钻孔布置方法

[发明专利]液氮致裂装置及施工方法和具有致裂装置的致裂系统-CN202210210457.X在审
发明人：张磊;曾世攀;李明雪;阚梓豪;袁小川;郭鲁成;李佳程 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-05 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种液氮致裂装置及施工方法和具有致裂装置的致裂系统，包括：储氮罐(110)；阀门(120)，与储氮罐(110)相连通；液氮注射管(130)，其一端与所述阀门(120)相连通，另一端延伸至煤体(200)中；感测组件(140)，其配置为感测所述煤体(200)的应变信号；计算机(160)，其一端与阀门(120)相耦接，另一端与感测组件(140)相耦接，并配置为从所述感测组件(140)接收所述应变信号，并基于所述应变信号调节所述阀门(120)的流量。该液氮致裂装置100能够保证煤层得到足够致裂的同时尽可能节约液氮的使用量，达到环保节能的目的，而且该致裂装置监测灵敏度高，调节准确。
液氮装置施工方法有致系统

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