煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统技术方案

本实用新型专利技术涉及煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统。该系统包括压裂车、管汇连接车、远距离高压管线、所述远距离高压管线的连接和固定装置和井下水平井井口；所述压裂车与所述管汇连接车连接；所述管汇连接车与所述远距离高压管线连接；所述远距离高压管线与所述井下水平井井口连接；所述远距离高压管线采用地锚锚钉固定。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统
本专利技术涉及煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统。
技术介绍
煤矿井下煤层消突一般是在巷道内使用井下钻机在煤层中打多个小钻孔、长度约在10-50米左右，使用小型注水设备直接连接小钻孔，采用低压力、小排量无支撑剂流体对煤层进行造缝，管线距离短承压小，无需特殊固定。利用多个钻孔将煤层气排出进行消突。这种消突时间长，消突慢。煤层气地面抽采井则一般采用地面打竖井或水平井，通过地面压裂设备,向井中以高压力、大排量注入流体介质，利用液体传导压力的性能，使地层产生多个裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近形成具有一定几何尺寸的高导流能力的填砂裂缝，由于裂缝扩大了气水流动通道，改变了流动方式，降低了渗流阻力，达到煤层气地面抽采消突的目的。煤层气地面井压裂使用的设备，如压裂车、管汇连接车一般都要设置在地面井口附近，因为管汇连接车和连接井口的高压管线在压力下会产生振动，不固定的情况下，管线长了会出现变形、刺漏或断裂的危险。现有技术将压裂车和井口之间距离控制在5-10米左右，采用一根高压钢管与井口连接。因连接距离短，一般不对高压管道固定，或简单用钢丝绳固定。由于上述方法所使用的设备，如压裂车、管汇连接车和高压管线只能在地面进行连接施工，如果在煤矿巷道内钻水平井进行压裂消突，井下水平井井口离地面较远，大型压裂车无法进入巷道，只能采用长距离管线进行连接。如上所述，高压管线会在高压作用下，发生振动、变形、刺漏或断裂等问题，尤其是长距离高压管线为甚。为了防止上述问题的发生，长距离高压管线的连接和固定是亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种远程煤层压裂系统。本专利技术提供了一种适用于煤矿井下消突井的煤层压裂系统。本专利技术提供了一种固定高压管线的连接系统及其固定装置。本专利技术远程煤层压裂系统具有压裂车、管汇连接车、高压管线，其中，该高压管线由多根高压钢管或高压软管和固定用地锚组成；压裂车通过高压管线与管汇连接车连接，管汇连接车与高压管线的一端连接，高压管线的另一端与井口连接。本专利技术远程煤层压裂系统适用于煤矿井下消突井。通过井下消突井压裂有关地层结构。本专利技术远程煤层压裂系统也可以适用于地面井口地形不适于安置大型压裂车和管汇连接车的情况。本专利技术远程煤层压裂系统的高压钢管的连接可以采用钢套管的方式连接。本专利技术远程煤层压裂系统的高压管线可采用地锚方式固定。附图说明图1是现有技术连接压裂车、管汇连接车和高压管道方式的示意图。图2是本专利技术远程连接压裂车、管汇连接车和高压管道系统的示意图。图3是本专利技术固定高压管道的地锚示意图。具体实施方式如图1所示，现有技术压裂煤层是在靠近地面的井口位置进行，其高压管道为一根钢管。一根完整的钢管，不会有断管的风险。造成弯管的可能性也很小。本申请人在此之前曾专利技术一种井下消突井三开井身结构设计。本专利技术是基于该井身结构井下瓦斯消突井，将其远程与压裂车、管汇连接车等连接的煤层压裂系统。由于压裂设备，如压裂车、管汇连接车等体型较大，无法布置在巷道中。在本专利技术的一个实施例中，将压裂车、管汇连接车等大型设备布置在地面，利用煤矿的垂直矿井和煤矿现有巷道布置高压管线。该高压管线一直铺设至煤矿消突井的井口，并连接在煤矿消突井口上。在本专利技术的一个实施例中，所述高压管线沿巷道底部的铺设连接。沿巷道底部铺设连接，易于操作、安全可靠，不会因重力或高压时管道振动造成高压管线弯曲等。由于从压裂车、管汇连接车等大型设备到高压管线，再到水平井井口，高压管线延长了很多，在本专利技术的一个实施例中，高压管线可以延长到3000米左右。3000米的距离无法如现有技术那样采用一根钢管，本专利技术的煤层压裂系统采用多根钢管连接成高压管线，进而铺设固定。在本专利技术的一个实施例中，为了便于管线维护、漏液处理，采用6-9m长钢管。本专利技术的高压管线遇转弯处采用高压软管或高压弯头进行连接，高压软管或高压弯头内径要与钢管内径一致，避免压力不均造成刺漏。钢道连接处往往是高压管线的薄弱部位，为了不使管道连接处断裂，在本专利技术的一个实施例中，管道连接采用带丝扣的钢套管连接方式，即在两根连接钢管的端部，一根车出公丝扣，对应的另一根车出母丝扣，将两根钢管旋拧套接在一起。在本专利技术的一个具体实施例中，钢套管的直径为φ139.7mm。安装钢套管时，丝扣用钢丝刷刷干净，涂抹丝扣油，保证丝扣密封性良好，在高压作业时不会刺漏。使用倒链将钢管吊起离地，便于上丝扣。用两只48″油管钳或48″链钳上紧丝扣，最佳上扣扭矩3091Nm，最小上扣扭矩2318Nm，外露丝扣不超过2扣。连接时只能使用铜锤或橡胶锤，如18磅黄铜大锤，敲击，不能使用钢质大锤敲击，避免在煤矿巷道内产生火花。在本专利技术的一个实施例中，高压软管用安全绳固定。目的是为了防止高压软管突然断脱甩飞。在本专利技术的一个具体实施例中，高压软管用5/8″钢丝绳做安全绳，一端用三个对应的绳卡子将钢丝绳固定在硬管线上，钢丝绳在高压软管上套活扣，每50cm套一个活扣，直到整根高压软管均套完活扣后用三个绳卡子将钢丝绳头卡在另一端的硬管线上。在高压作用下，管道会发生振动。管道越长，管道振动造成的管道脱扣、弯曲甚至断管的风险就越大。如图3所示，本专利技术采用地锚(1)来固定高压管线。该地锚具有一个锚杆(2)，在锚杆(2)的上端设有上下两个相对的上半圆形卡箍(5a)和下半圆形卡箍(5b)，锚杆(2)的下端为尖锥形(3)，在锚杆或锚杆的下部设有螺旋钢片(4)。锚杆(2)长度可根据地形变化调整，一般为1-1.5m。在本专利技术的一个具体实施例中，所述地锚(1)钻孔垂直于地面，埋藏深度＞1m，根据地形高低和所需调整的管线高度，确定钻孔深度，一般在1m-1.5m之间，将地锚(1)插至孔底，用水泥砂浆灌满待凝固48小时后将高压管道固定在地锚上半圆形卡箍(5a)和下半圆形卡箍(5b)内，固定高压管道时要周边包裹至少5mm厚的橡胶皮，避免在高压时，管道振动、摩擦或碰撞，产生火星，拧紧左压紧螺栓(6a)和右压紧螺栓(6b)。压紧螺栓(6)用J55钢级材质加工。卡紧后上半圆形卡箍(5a)和下半圆形卡箍(5b)开口处留5mm空隙。螺旋钢片(4)用直径12mm的钢筋加工。在本专利技术的一个具体实施例中，所述地锚(1)，在直线段管线,每8-10m固定一个点；弯头两端各固定一个点，高压软管两端的硬管线处各固定一个点。本专利技术煤层压裂系统的优点在于：该系统适用于煤矿井下消突水平井的煤层压裂作业；该系统可以实现远距离煤层压裂作业；该系统可以使大型压裂设备无需进入施工现场，用长距离管线铺设连接替代大型压裂设备必须进入施工现场；该系统对高压管线的固定使作业生产更安全可靠。附图标号说明1、地锚2、锚杆3、锥形下端部4、螺旋钢片5a、上半圆形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统，其特征是，所述系统包括压裂车、管汇连接车、远距离高压管线、所述远距离高压管线的连接和固定装置和井下水平井井口；/n所述压裂车与所述管汇连接车连接；/n所述管汇连接车与所述远距离高压管线连接；/n所述远距离高压管线与所述井下水平井井口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统，其特征是，所述系统包括压裂车、管汇连接车、远距离高压管线、所述远距离高压管线的连接和固定装置和井下水平井井口；
所述压裂车与所述管汇连接车连接；
所述管汇连接车与所述远距离高压管线连接；
所述远距离高压管线与所述井下水平井井口连接。


2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统，其特征是，所述远距离高压管线的连接和固定装置包括钢套管连接装置、高压软管连接装置和地锚固定装置。


3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下煤层压裂消突用高压管线连接系统，其特征是，所述钢套管连接装置为在连接钢管的接头处车出公母丝扣，旋紧套接在一起。


4.根据权利要求2所述的一种煤矿井下煤层压裂消突用高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓光，张晓斌，贾佳妮，
申请(专利权)人：北京九尊能源技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11