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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿开采,具体是一种高压钻杆及基于定向钻机的循环局部压裂增透方法。
技术介绍
1、我国煤矿开采地质条件非常复杂,埋深在1000m以下的煤层占我国煤炭资源总量的53%,随着开采深度的不断增加,我国大部分煤矿的主采煤层将成为低透气性、高瓦斯开采条件。近年来,煤矿井下水力压裂增透技术得到较大发展,成为解决低透气性煤层的有效手段。
2、水力压裂增透技术是在地应力的加载下,将高压水注入至低渗透煤层,在高压水的作用下,煤层出现压裂裂缝,裂缝起裂后根据地应力的作用发生偏转,达到改变煤层力学特性。压裂后的煤层人工裂隙发育较好,达到瓦斯增透效果。
3、常规外瓦斯抽采钻孔布置主要有本煤层钻孔、穿层钻孔。而现有通用瓦斯抽采技术主要采用密集短钻孔施工,该施工方法存在有效钻孔占比低、钻机搬家频繁、抽采管路布置工程量大等缺点,同时因钻孔轨迹不可控,易造成未知空白带,存在一定的瓦斯、突出事故风险。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题,提供一种高压钻杆及基于定向钻机的循环局部压裂增透方法。
2、本专利技术采取以下技术方案:一种高压钻杆,包括:
3、高压钻杆本体,所述高压钻杆本体从前到右依次开设有左侧胶囊出水孔、高压出水孔以及右侧胶囊出水孔;
4、左侧高压胶囊分隔器,所述左侧高压胶囊分隔器套在高压钻杆本体位于左侧胶囊出水孔位置的外侧;
5、右侧高压胶囊分隔器,所述右侧高压胶囊分隔器套在高压钻杆本体位于右侧胶囊出水孔位置的
6、封堵阀,所述封堵阀设置在高压钻杆本体内,并与封堵阀弹簧的一端连接,封堵阀弹簧另一端固定,封堵阀弹簧处于原位时封堵阀封堵高压出水孔;
7、封堵座,所述封堵座设置在高压钻杆本体内,用于对封堵阀进行限位。
8、封堵阀两侧与高压钻杆本体之间设置有过水通道。
9、一种基于定向钻机的循环局部压裂增透方法,包括以下步骤:
10、1)使用千米定向钻机向目标煤层打孔,安装钻头、钻杆,接入高压泵,将钻杆内的压力调节至p0,按照千米定向钻的打钻流程向前推进;
11、2)将高压钻杆安装在普通钻杆后方,继续使用千米定向钻机向目标煤层掘进;
12、3)待高压钻杆进入需要压裂的目标位置,钻机停止顶推与旋转,提高钻杆内的液体压力至p1,p1>p0;
13、4)在p1压力的作用下,高压钻杆内的零部件将发生如下变化:封堵阀向前推进,封堵阀弹簧处于压缩状态,直至封堵阀与封堵座接触压紧,左、右侧高压胶囊分隔器发生膨胀变形,高压胶囊顶住孔壁,在左、右侧高压胶囊中间形成封闭区域,由于封堵阀向前推进,使液体可以从高压出水孔流出,进入钻杆外侧的封闭区域间隙内;
14、5)保持钻杆内的液体压力一定时间,对煤壁进行压裂;
15、6)压裂结束,恢复正常掘进:恢复钻杆内的压力至p0,封堵阀弹簧将封堵阀向后推进,封堵阀与封堵座分离,钻孔内的液体可以正常通过,封堵阀向后移动,堵住高压出水口,钻孔内的液体不在向外流出,同时,左、右侧高压胶囊收缩,恢复正常大小;
16、7)启动千米定向钻机继续钻进,直至到达下一处需要压裂目标位置,重复以上步骤进行循环压裂。
17、与现有技术相比,本专利技术采取以下技术方案:
18、(1)将千米定向钻与局部水力压裂相结合,实现深部煤体的增透;
19、(2)千米定向钻在打钻的过程中,边掘进边增透,缩短施工周期,提高效率;
20、(3)应用两个高压胶囊分隔器的膨胀,在局部形成密封空间,增加高压水的局部压裂效果。
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1.一种高压钻杆,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高压钻杆,其特征在于,所述封堵阀两侧与高压钻杆之间设置有过水通道。
3.一种基于定向钻机的循环局部压裂增透方法,其特征在于,包括以下步骤:
【技术特征摘要】
1.一种高压钻杆,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高压钻杆,其特征在于,所述封堵阀两侧与...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘海东,
申请(专利权)人:山西焦煤能源集团股份有限公司西山分公司,
类型:发明
国别省市:
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