一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统及方法技术方案

发明专利技术提供一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统及方法。该系统包括超高压水射流发生系统、电爆震致裂系统、微波注热系统和瓦斯抽采系统。工作时，钻机夹持绝缘套管的尾端。绝缘套管的首端伸入到瓦斯抽采孔中。钻机的旋转密封装置的输入端与超高压水泵通过纳米流体管道连接，输出端与绝缘套管的尾端连接。该系统的使用方法包括施工瓦斯抽采孔、注入纳米流体悬浮液、放电和加热等步骤。该系统将电致裂与微波注热相结合，实现了煤层致裂与热驱瓦斯的协同效果，显著提高了瓦斯解吸效率，达到了防治瓦斯灾害的目的，实现了煤炭资源的高效、安全开采。

A system and method of gas extraction by electric detonation and microwave heat drive

【技术实现步骤摘要】
一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统及方法
本专利技术涉及煤层瓦斯抽采
，特别涉及一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统及方法。
技术介绍
我国深部煤层普遍具有煤层透气性低、吸附瓦斯浓度大的特点，这种特点严重制约着我国煤炭资源的安全、高效开采。利用各种措施致裂煤层增大煤层透气性，成为了治理瓦斯问题的根本方法之一。国内外学者通过模拟实验、现场实践等方法，探索出电爆震、电脉冲等措施致裂煤体。然而，煤层导电性低的特点使得电爆震、电脉冲等致裂手段的工程效果不理想，难以达到高效开采瓦斯的目的。此外，瓦斯的产出是一个解吸、扩散与渗流的复杂过程，而温度是这一过程的主控因素之一。因此煤体温度越高，瓦斯解吸、扩散速率就会越快，使游离瓦斯的浓度增加，从而提高煤层瓦斯的抽采效率。近年来有不少学者提出了利用微波辐射对煤层进行注热的措施，微波注热可促进煤层瓦斯解吸，并在煤层内催生出微孔隙，但由于注热效率低、注热致裂效果不明显等问题，使微波注热抽采瓦斯的工程应用效果并不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电爆震致裂协本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统，其特征在于：包括超高压水射流发生系统、电爆震致裂系统、微波注热系统和瓦斯抽采系统；/n所述瓦斯抽采系统包括孔口密封器、气渣分离器(17)和瓦斯抽采管道(20)；所述孔口密封器为管状体；所述孔口密封器的前端开口，并固定在瓦斯抽采孔(3)孔口的孔壁上，后端与气渣分离器(17)连接；所述气渣分离器(17)和瓦斯抽采管道(20)相连；所述气渣分离器(17)和瓦斯抽采管道(20)之间的管路上安装有瓦斯浓度检测器(18)和瓦斯抽采管道阀门(19)；/n所述超高压水射流发生系统包括超高压水泵(10)和纳米流体储罐(12)；所述超高压水泵(10)和纳米流体储罐(12...

【技术特征摘要】
1.一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统，其特征在于：包括超高压水射流发生系统、电爆震致裂系统、微波注热系统和瓦斯抽采系统；
所述瓦斯抽采系统包括孔口密封器、气渣分离器(17)和瓦斯抽采管道(20)；所述孔口密封器为管状体；所述孔口密封器的前端开口，并固定在瓦斯抽采孔(3)孔口的孔壁上，后端与气渣分离器(17)连接；所述气渣分离器(17)和瓦斯抽采管道(20)相连；所述气渣分离器(17)和瓦斯抽采管道(20)之间的管路上安装有瓦斯浓度检测器(18)和瓦斯抽采管道阀门(19)；
所述超高压水射流发生系统包括超高压水泵(10)和纳米流体储罐(12)；所述超高压水泵(10)和纳米流体储罐(12)之间的高压管路上设置有纳米流体管道阀门(11)；
所述电爆震致裂系统包括依次连接的放电开关(6)、储能装置(7)和直流电发生装置(8)，以及电缆(4)、放电装置(9)、绝缘套管(13)和封孔器(16)；所述绝缘套管(13)为尾端敞口首端封闭的中空管状结构；所述绝缘套管(13)的侧壁上对称设置有两个供高压水射出的流道(1301)；所述流道(1301)的出口方向与绝缘套管(13)的轴向垂直；所述流道(1301)与绝缘套管(13)的内腔连通；所述放电装置(9)通过连接架固定设置在绝缘套管(13)的首端；所述电缆(4)一端与放电装置(9)，另一端与放电开关(6)连接；工作时，钻机(5)夹持绝缘套管(13)的尾端；绝缘套管(13)的首端伸入到瓦斯抽采孔(3)中；钻机(5)的旋转密封装置的输入端与超高压水泵(10)通过纳米流体管道(14)连接，输出端与绝缘套管(13)的尾端连接；所述封孔器(16)设置在瓦斯抽采孔(3)的孔口处，对瓦斯抽采孔(3)与绝缘套管(13)之间的空隙进行密封；
所述微波注热系统包括依次连接的波导转换器(22)、矩形波导(23)、微波发生器(24)、同轴波导(26)和微波天线(21)；所述同轴波导(26)的外侧套设有绝热套管(25)；所述微波天线(21)固定设置在绝热套管(25)的首端；所述波导转换器(22)固定设置在绝热套管(25)的尾端；所述微波天线(21)的外壁上设设置有环式往复密封器(27)；工作时，所述绝热套管(25)的首端从孔口密封器的后端伸入瓦斯抽采孔(3)中；所述环式往复密封器(27)可对瓦斯抽采孔(3)与微波天线(21)之间的空隙进行往复式密封。


2.根据权利要求1所述的一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统，其特征在于：所述直流电发生装置(8)的电压在0～50KV之间可调；所述储能装置(7)的电容为8μF。


3.根据权利要求1所述的一种电爆震致裂协同微波热驱瓦斯抽采系统，其特征在于：所述封孔器(16...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志恒，邹全乐，张天诚，刘涵，刘彦麟，闫发志，李家祺，周俊豪，贾雪祺，
申请(专利权)人：华北科技学院，重庆大学，
类型：发明
国别省市：河北;13