[发明专利]一种煤层钻孔高温高压蒸气二次压裂装置及方法

摘要

本发明公开一种煤层钻孔高温高压蒸气二次压裂装置及方法，装置包括用于按照比例进行配比混合气体的高温高压蒸气配比装置、三级升温增压系统、向失效的压裂钻孔或抽采钻孔中注气的二次压裂用管路、设置在压裂钢管上的压力和温度传感器、压力温度数据分析终端。方法为对失效钻孔清孔，用坑道钻机将护孔套管、压裂钢管及双路封孔器送入该钻孔；二次压裂前用双路封孔器进行封孔；对蒸气进行配比和三级升温增压后，将高温高压混合蒸气注入压裂钢管对煤层进行二次压裂与升温处理，根据压力和温度实时监测数据，精准确定二次压裂结束和排水气时间。本发明有效利用了大量存在的失效钻孔，从卸压增透和升温促进瓦斯解吸两个方面极大提高煤层瓦斯抽采效率。

主权项

1.一种煤层钻孔高温高压蒸气二次压裂装置，包括高温高压蒸气配比装置、三级升温增压系统以及二次压裂用管路及监测组件；/n所述高温高压蒸气配比装置包括用于存储空气的空气储气罐，用于存储保护气体的保护气储气罐，用于将水转化为高温带压水蒸气的高温高压蒸汽锅炉，用于对空气、保护气体、高温带压水蒸气保温及配比的A罐，用于承接A罐并混合保温的B罐；A罐与B罐之间连通；B罐上设有用于输出混合气体的输出管，该输出管上设有控制启闭的输出阀；所述A罐及所述B罐内均设有罐内加温装置、罐内压力传感器、罐内温度传感器；/n所述A罐内设置有气室A与空气储气罐连通、气室B与保护气储气罐连通、气室C与高温高压蒸汽锅炉连通，三个气室与分别与空气储气罐、保护气储气罐、高温高压蒸汽锅炉之间设有送气阀以控制连通与断开；气室A、气室B、气室C体积之比为α：β：γ，其中α取值为85～90，β取值为1～3，γ取值为8～15；/n用于对混合气体升温增压的所述三级升温增压系统有进气口、出气口，进气口与所述输出管连接，输出管连通有用于泄压的循环水路，该循环水路上设有泄压阀门；/n所述二次压裂用管路包括多节首尾活动连接的护孔套管、多节活动连接的压裂钢管、巷内连接钢管；与护孔套管配合装有用于密封护孔套管与钻孔孔壁之间的环形空间的护孔套管配套双路封孔器，该护孔套管配套双路封孔器与布置于钻孔外的手压泵A连接；护孔套管上布置有用于气体流通的压裂孔，且压裂孔位于护孔套管配套双路封孔器至钻孔孔底的区间内；所述压裂钢管位于所述护孔套管内，与压裂钢管配合装有用于密封压裂钢管与护孔套管之间的环形空间的的压裂钢管配套双路封孔器，压裂钢管配套双路封孔器与布置于钻孔外的手压泵B连接，压裂钢管配套双路封孔器至位于钻孔孔底区间的压裂钢管上也布置有用于气体流通的压裂孔；压裂钢管上也布置有用于气体流通的压裂孔，且压裂孔位于压裂钢管配套双路封孔器至钻孔孔底的区间内；压裂钢管与所述三级升温增压系统的出气口通过所述巷内连接钢管连接，并设有压裂阀门控制连接的开启与关闭；/n所述监测组件包括布置在钻孔孔口至孔底的区间内、靠近孔底和临近孔口的位置的压裂钢管外壁的压力传感器，以5～10m为间距布置在压裂钢管外壁的温度传感器，用于数据采集及处理的数据分析终端；压力传感器和温度传感器均连接至钻孔外的的数据分析终端。/n