專利名稱：一種多段式定點水力壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多段式定點水力壓裂方法，屬于煤礦井下區(qū)域瓦斯治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于在高瓦斯高地應(yīng)力煤層中進行多段定點水力壓裂作業(yè)。
背景技術(shù)：
我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，高瓦斯煤層占50%_70%，而高瓦斯低透氣性煤層又占其中的70%左右。因此，煤礦在開采過程中常需要進行區(qū)域瓦斯治理作業(yè)，采取煤層水力壓裂等礦井區(qū)域性瓦斯防治措施。然而，現(xiàn)有的煤層水力壓裂技術(shù)較為落后，不僅費工費時，工作量大、成本高，而且只能進行一級水力壓裂，沿鉆孔走向影響區(qū)域小，抽采瓦斯?jié)舛鹊停咚箟毫﹄y以釋放。為了解決現(xiàn)有水力壓裂技術(shù)缺陷，需要研究煤層多段定點水力壓裂方法，以 滿足煤礦現(xiàn)場礦井瓦斯防治等工作的需要。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有水力壓裂技術(shù)中的不足之處，提供一種壓裂影響區(qū)域大，效果明顯、成功率高、成本低的多段定點水力壓裂方法。技術(shù)方案本發(fā)明多段式定點水力壓裂方法，采用直徑為25_的無縫鋼管作為壓裂管，采用直徑為19mm的鍍鋅管作為注漿管和回漿管，其壓裂方法步驟如下
a.將多段壓裂管連接為一體，將壓裂管的前端封口，在距離壓裂管前端O 2m的范圍內(nèi)和距離壓裂管前端8 10m的范圍內(nèi)的壓裂管上分別施工若干小孔，在距離壓裂管前端3m處固定第一封孔聚氨酯反應(yīng)袋；
b.將多段注漿管和多段回漿管分別連接，在距離注漿管前端O 2m的范圍內(nèi)和距離注漿管前端6 12m的范圍內(nèi)分別開有花眼；
c.在距離壓裂管前端Sm處，用第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋同時固定壓裂管、注漿管和回漿管，注漿管位于壓裂管的下部，回漿管位于壓裂管的上部，第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋內(nèi)側(cè)端距離注漿管的前端為2 3m，第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋內(nèi)側(cè)端距離回漿管的前端為I 2m ;
d.擠壓第一、二封孔聚氨酯反應(yīng)袋，使其反應(yīng)，將用第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋同時固定的壓裂管、注漿管和回漿管迅速送入施工好的鉆孔內(nèi)，當送入鉆孔內(nèi)的壓裂管前端距離孔口接近IOm時，用第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋同時固定壓裂管、注漿管和回漿管；
e.擠壓第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋，繼續(xù)將壓裂管前端送到距離孔口20m的第一壓裂區(qū)，用第四封孔聚氨酯反應(yīng)袋同時固定的壓裂管、注漿管和回漿管并送到距離孔口 2m處的鉆孔內(nèi)；
f.待四個封孔聚氨酯反應(yīng)袋完全膨脹固化后，將注漿管與注漿設(shè)備連接，向第一封孔段和第二封孔段注入ro復(fù)合封孔材料，當回漿管出漿時，關(guān)閉回漿管閥門和注漿管閥門，停止注漿；
g.待ro復(fù)合封孔材料凝固完全后，將壓裂管與多級水力壓裂設(shè)備連接，對第一壓裂區(qū)和第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋、第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋之間的第二壓裂區(qū)進行水力壓裂，當多級水力壓裂設(shè)備中壓力表顯示的壓力值明顯下降且無回升現(xiàn)象時，關(guān)閉壓裂管閥門，停止注水。所述的壓裂管采用直徑為25mm的無縫鋼管，注漿管和回漿管均采用直徑為19mm的鍍鋅管；所述的鉆孔深度為7(T80m ;所述的第一封孔段長度為10m，第二封孔段長度為5m ο有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有水力壓裂技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了煤層多段定點水力壓裂，水力壓裂影響區(qū)域增加，抽采瓦斯?jié)舛仍龃螅咚钩椴傻墓ぷ髁啃?，成本低，效果顯著，滿足了煤礦現(xiàn)場礦井瓦斯防治等工作的需要。從而達到改善煤的力學(xué)性質(zhì)、降低工作面前方煤體的應(yīng)力，加速瓦斯的排放速度的效果，提高了高瓦斯煤層的透氣性。


圖I是本發(fā)明的多段式定點水力壓裂方法實施例示意圖。圖中I一煤層，2—回漿管，3—壓裂管，4一注漿管，5—鉆孔，6—小孔，7_1—第一封孔聚氨酯反應(yīng)袋，7-2—第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋，7-3—第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋，7-4—第四封孔聚氨酯反應(yīng)袋，8— H)復(fù)合封孔材料，9一第一壓裂區(qū)，10-1—回漿管閥門，10-2—壓裂管閥門，10-3—注漿管閥門，11—第二封孔段，12—第二壓裂區(qū)，13—第一封孔段，14 一花眼。
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述
如圖I所示，本發(fā)明的多段式定點水力壓裂方法，采用直徑為25mm的無縫鋼管作為壓裂管3，采用直徑為19mm的鍍鋅管作為注漿管4和回漿管2 ；
a.依次將多段壓裂管3連接為一體，并將壓裂管3的前端口封住，在距離壓裂管3前端O 2m的范圍內(nèi)和距離壓裂管3前端8 10m的范圍內(nèi)的壓裂管3上分別施工若干小孔6，在距離壓裂管3前端3m處固定第一封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-1，聚氨酯反應(yīng)袋裝的是兩種化學(xué)漿液混合后可發(fā)生反應(yīng)的高分子材料；
b.依次將多段注漿管4和多段回漿管2分別進行連接，在距離注漿管4前端O 2m的范圍內(nèi)和距離注漿管4前端6 12m的范圍內(nèi)分別開有花眼14;
c.在距離壓裂管3前端Sm處，用第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-2同時固定壓裂管3、注漿管4和回漿管2，注漿管4位于壓裂管3的下部，回漿管2位于壓裂管3的上部，第二封孔聚氨酯反應(yīng) 袋7-2內(nèi)側(cè)端距離注漿管4的前端為2 3m，第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋7_2內(nèi)側(cè)端距離回衆(zhòng)管的前端為I 2m ;
d.按常規(guī)技術(shù)向煤層I施工鉆孔5，鉆孔5的深度達到7(T80m，擠壓第一、二封孔聚氨酯反應(yīng)袋，使兩種化學(xué)漿液混合從而反應(yīng)，將用第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-2同時固定的壓裂管3、注漿管4和回漿管2迅速送入鉆孔5內(nèi)，當送入鉆孔5內(nèi)的壓裂管3前端距離孔口接近IOm時，用第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-3同時固定壓裂管3、注漿管4和回漿管2 ；
e.擠壓第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-3，繼續(xù)將壓裂管3前端送到距離孔口20m的第一壓裂區(qū)9，用第四封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-4同時固定的壓裂管3、注漿管4和回漿管2并送到距離孔口 2m處的鉆孔5內(nèi)；f.待四個封孔聚氨酯反應(yīng)袋反應(yīng)完全后，聚氨酯膨脹固化，第一封孔聚氨酯反應(yīng)袋和第二封孔反應(yīng)袋形成的空間為第二封孔段11，第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋和第四封孔聚氨酯反應(yīng)袋形成的空間為第一封孔段13，將注漿管4，壓裂管3，回漿管2固定，向第一封孔段13和第二封孔段11注入H)復(fù)合封孔材料8，待回漿管2出漿時，表示第一封孔段13和第二封孔段11漿液已經(jīng)注滿，關(guān)閉回漿管閥門10-1和注漿管閥門10-3，停止注漿，所述的第一封孔段13長度為10m，第二封孔段11長度為5m ；
g.待H)復(fù)合封孔材料8凝固完全后，將 壓裂管3與多級水力壓裂設(shè)備連接，對第一壓裂區(qū)9和第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-2、第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋7-3之間的第二壓裂區(qū)12進行水力壓裂，當多級水力壓裂設(shè)備中壓力表顯示的壓力值明顯下降且無回升現(xiàn)象時，關(guān)閉壓裂管閥門10-2，停止注水。
權(quán)利要求
1.一種多段式定點水力壓裂方法，其特征在于采用直徑為25mm的無縫鋼管作為壓裂管(3)，采用直徑為19mm的鍍鋅管作為注漿管(4)和回漿管(2)，其壓裂方法步驟如下 a.將多段壓裂管(3)連接為一體，將壓裂管(3)的前端封口，在距離壓裂管(3)前端O 2m的范圍內(nèi)和距離壓裂管(3)前端8 10m的范圍內(nèi)的壓裂管(3)上分別施工若干小孔(6)，在距離壓裂管(3)前端3m處固定第一封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-1)； b.將多段注漿管(4)和多段回漿管(2)分別連接，在距離注漿管(4)前端0 2m的范圍內(nèi)和距離注漿管(4)前端6 12m的范圍內(nèi)分別開有花眼(14); c.在距離壓裂管(3)前端Sm處，用第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-2)同時固定壓裂管(3)、注漿管(4)和回漿管(2)，注漿管(4)位于壓裂管(3)的下部，回漿管(2)位于壓裂管(3)的上部，第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-2)內(nèi)側(cè)端距離注漿管(4)的前端為2 3m，第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-2)內(nèi)側(cè)端距離回漿管的前端為I 2m ; d.擠壓第一、二封孔聚氨酯反應(yīng)袋，使其反應(yīng)，將用第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-2)同時固定的壓裂管(3)、注漿管(4)和回漿管(2)迅速送入施工好的鉆孔(5)內(nèi)，當送入鉆孔(5)內(nèi)的壓裂管(3)前端距離孔口接近IOm時，用第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-3)同時固定壓裂管(3)、注漿管(4)和回漿管(2); e.擠壓第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-3)，繼續(xù)將壓裂管(3)前端送到距離孔口20m的第一壓裂區(qū)(9)，用第四封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-4)同時固定的壓裂管(3)、注漿管(4)和回漿管(2)并送到距離孔口 2m處的鉆孔(5)內(nèi)； f.待四個封孔聚氨酯反應(yīng)袋完全膨脹固化后，將注漿管(4)與注漿設(shè)備連接，向第一封孔段(13)和第二封孔段(11)注入ro復(fù)合封孔材料(8)，當回漿管(2)出漿時，關(guān)閉回漿管閥門(10-1)和注漿管閥門(10-3)，停止注漿； g.待ro復(fù)合封孔材料(8)凝固完全后，將壓裂管(3)與多級水力壓裂設(shè)備連接，對第一壓裂區(qū)(9)和第二封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-2)、第三封孔聚氨酯反應(yīng)袋(7-3)之間的第二壓裂區(qū)(12)進行水力壓裂，當多級水力壓裂設(shè)備中壓力表顯示的壓力值明顯下降且無回升現(xiàn)象時，關(guān)閉壓裂管閥門(10-2)，停止注水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多段式定點水力壓裂方法，其特征在于所述的鉆孔(5)深度為70 80m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多段式定點水力壓裂方法，其特征在于所述的第一封孔段(13)長度為10m，第二封孔段(11)長度為5m。
全文摘要
一種多段式定點水力壓裂方法，適用于在高瓦斯高地應(yīng)力煤層中進行多段定點水力壓裂作業(yè)。將多段壓裂管連接為一體，通過間隔設(shè)置的多個封孔聚氨酯反應(yīng)袋對鉆孔進行分段注漿，當回漿管出漿時，關(guān)閉回漿管閥門和注漿管閥門，停止注漿；待注漿材料凝固完全后，通過壓裂管與多級水力壓裂設(shè)備連接，對阻隔的第一壓裂區(qū)和第二壓裂區(qū)進行水力壓裂，當多級水力壓裂設(shè)備中壓力表顯示的壓力值明顯下降且無回升現(xiàn)象時，關(guān)閉壓裂管閥門，停止注水。實現(xiàn)了煤層多段定點水力壓裂，水力壓裂影響區(qū)域增加，抽采瓦斯?jié)舛仍龃?，效果好，成本低?br> 文檔編號E21B43/26GK102628352SQ20121011857
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者倪冠華, 林柏泉, 翟成 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)