矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备，该方法包括：接收关于对煤岩层进行水力压裂的控制参数的设置，所述控制参数包括流体压力范围、流体排量范围和砂比范围；确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束。本发明专利技术还公开了相应的矿井下煤岩层压裂测控装置和测控设备。

Method, device and measuring and controlling device for coal seam rock fracture measurement and control in coal mine

The present invention provides mine coal seam fracturing control method, device and control device, the method comprises: receiving the control parameters on the hydraulic fracturing of coal rock is set up, the control parameters including pressure fluid, fluid displacement range and sand ratio; determining a first pressure signal acquisition pipeline through the pressure sensor values whether in the fluid pressure range; it is determined that the first pressure signal value is not in the fluid pressure range, the fluid displacement range by adjusting the control parameters and the sand ratio range of the fluid pressure adjustment, until the end of fracturing. The invention also discloses a corresponding coal mine rock fracture measuring and controlling device and a measuring and controlling device.

【技术实现步骤摘要】
矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备
本专利技术涉及压裂
，尤其涉及一种矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备。
技术介绍
目前，我国煤矿现有的煤岩层高压注水监测设备只能满足压力、流量的单一性监测，无法根据监测数据对高压注水过程进行实时控制，并且实时监测性和监测效果并不理想。一般是以表盘指针的形式显示或间隔一定时间后再以数据的形式显示，不能以曲线的形式在屏幕上实时显示，无法直观的观察水压力及排量的变化趋势，并且现有的高压注水监测设备大多是通过人工读取压力、流量数据和人工进行数据参数的调节，当对高压注水的数据参数分析要求较高时，人工读取数据和调节注水参数显然无法满足要求。因此，国内煤矿现有的水力压裂监控设备无法满足实时显示多路数据参数曲线的要求，无法以较高的频率记录存储数据，更无法根据监测数据的变化趋势对高压注水过程进行实时自动化控制，从而导致许多的工程效果只能是通过后期的采掘工程和数据分析才能判断，以至于在工程施工中具有很大的盲目性，给监测、控制水力压裂施工造成很多困难。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。第一方面，本申请的方案提供一种矿井下煤岩层压裂测控方法，包括：接收关于对煤岩层进行压裂的控制参数的设置，所述控制参数包括流体压力范围、流体排量范围和砂比范围；确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束。可选地，在根据本专利技术的方法中，所述流体压力范围包括流体压力最大值，所述在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束，包括：在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内，且所述第一压力信号值大于所述流体压力最大值时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围调整高压泵控制柜的流体排量，通过调整所述砂比范围调整加砂装置的砂比值，直至所述压裂结束。可选地，在根据本专利技术的方法中，所述通过调整所述控制参数中所述流体排量范围调整高压泵控制柜的流体排量，通过调整所述砂比范围调整加砂装置的砂比值，直至所述压裂结束，包括：在调整完所述高压泵控制柜的流体排量和所述加砂装置的砂比值后，确定所述流体管路的第二压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述流体管路的所述第二压力信号值不在所述流体压力范围内后，向所述高压泵控制柜发送急停信号，重新启动所述高压泵控制柜，直至所述压裂结束。可选地，在根据本专利技术的方法中，在所述确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内时，还包括：在确定所述第一压力信号值在所述流体压力范围内时，确定所述流体管路是否发生异常情况；在确定所述流体管路发生所述异常情况后，向高压泵控制柜发送急停信号，对所述高压泵控制柜进行检修，重新启动所述高压泵控制柜，直至压裂结束。可选地，在根据本专利技术的方法中，在所述接收关于对煤岩层进行水力压裂的控制参数的设置之后，还包括：向高压泵控制柜发送软启动信号启动所述高压泵控制柜，所述高压泵控制柜用于输出恒排量的流体。第二方面，本申请的方案提供一种矿井下煤岩层压裂测控装置，包括：设置单元，用于接收关于对煤岩层进行压裂的控制参数的设置，所述控制参数包括流体压力范围、流体排量范围和砂比范围；测控单元，用于确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内；处理单元，用于在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束。可选地，在根据本专利技术的装置中，所述流体压力范围包括流体压力最大值，所述处理单元还用于：在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内，且所述第一压力信号值大于所述流体压力最大值时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围调整高压泵控制柜的流体排量，通过调整所述砂比范围调整加砂装置的砂比值，直至所述压裂结束。可选地，在根据本专利技术的装置中，所述处理单元还用于：在调整完所述高压泵控制柜的流体排量和所述加砂装置的砂比值后，确定所述流体管路的第二压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述流体管路的所述第二压力信号值不在所述流体压力范围内后，向所述高压泵控制柜发送急停信号，重新启动所述高压泵控制柜，直至所述压裂结束。可选地，在根据本专利技术的装置中，所述处理单元还用于：在确定所述第一压力信号值在所述流体压力范围内时，确定所述流体管路是否发生异常情况；在确定所述流体管路发生所述异常情况后，向高压泵控制柜发送急停信号，对所述高压泵控制柜进行检修，重新启动所述高压泵控制柜，直至压裂结束。可选地，在根据本专利技术的装置中，还包括：启动单元，所述启动单元，用于向高压泵控制柜发送软启动信号启动所述高压泵控制柜，所述高压泵控制柜用于输出恒排量的流体。第三方面，本申请的方案提供一种测控设备，包括如上的煤岩层压裂测控装置。根据本专利技术的技术方案，可以实时监测压裂过程中各项压力信号值，根据控制参数对高压泵控制柜进行相应的调整，实现自动化控制。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的测控仪工作原理的示意图；图2示出了本专利技术实施例所提供的煤岩层水力压裂的自动化监控系统框架的示意图；图3示出了本专利技术实施例所提供的一种煤岩层压裂测控方法的流程图；图4示出了本专利技术实施例所提供的一种煤岩层压裂测控装置的结构图。图标：1-煤岩层；2-钻孔；3-封孔材料；4-注水管路；5-测控仪主机；6-压力传感器；7-流量传感器；8-浓度传感器；9-监测信号线；10-控制线；11-管路截止阀；12-高压泵；13-高压泵控制柜；14-综保开关；15-移动变电站。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提出了一种压裂测控方法可通过测控仪实现，测控仪的工作原理图如图1所示，煤岩层水力压裂的自动化监控系统框架参考图2。如图1所示，原理图中包括煤岩层1、钻孔2、封孔材料3、注水管路4、测控仪主机5、压力传感器6、流量传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井下煤岩层压裂测控方法，其特征在于，包括：接收关于对煤岩层进行水力压裂的控制参数的设置，所述控制参数包括流体压力范围、流体排量范围和砂比范围；确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束。

【技术特征摘要】
1.一种矿井下煤岩层压裂测控方法，其特征在于，包括：接收关于对煤岩层进行水力压裂的控制参数的设置，所述控制参数包括流体压力范围、流体排量范围和砂比范围；确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体压力范围包括流体压力最大值，所述在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束，包括：在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内，且所述第一压力信号值大于所述流体压力最大值时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围调整高压泵控制柜的流体排量，通过调整所述砂比范围调整加砂装置的砂比值，直至所述压裂结束。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过调整所述控制参数中所述流体排量范围调整高压泵控制柜的流体排量，通过调整所述砂比范围调整加砂装置的砂比值，直至所述压裂结束，包括：在调整完所述高压泵控制柜的流体排量和所述加砂装置的砂比值后，确定所述流体管路的第二压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述流体管路的所述第二压力信号值不在所述流体压力范围内后，向所述高压泵控制柜发送急停信号，重新启动所述高压泵控制柜，直至所述压裂结束。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内时，还包括：在确定所述第一压力信号值在所述流体压力范围内时，确定所述流体管路是否发生异常情况；在确定所述流体管路发生所述异常情况后，向高压泵控制柜发送急停信号，对所述高压泵控制柜进行检修，重新启动所述高压泵控制柜，直至压裂结束。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收关于对煤岩层进行水力压裂的控制参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炳香，赵兴龙，
申请(专利权)人：中国矿业大学，徐州佑学矿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32