專利名稱：煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實驗裝置，特別是涉及一種用高壓水利對煤巖鉆孔致煤巖壓裂的實驗裝置。
背景技術(shù)：
在煤炭的地下開采中，瓦斯一直是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重要因素，瓦斯抽采是煤礦治理瓦斯普遍采用的方法，而煤儲層的低透氣性制約了煤層瓦斯抽采的效率，為提高煤層透氣性，增加瓦斯抽采量，高壓水力壓裂技術(shù)正在許多煤礦山獲得應(yīng)用。由于對煤儲層的水力壓裂破壞機理、裂縫擴展幾何形態(tài)、裂縫延伸規(guī)律缺乏更深入的認識，水力壓裂技術(shù)在不少煤礦處于試驗階段，因而，需要一種高壓水力壓裂實驗裝置來研究水力壓裂對煤儲層的影響效果，以便使該項技術(shù)進一步推廣應(yīng)用。目前有一種已經(jīng)公開的發(fā)明水力壓裂實驗裝置為煤巖鉆孔水力致裂實驗裝置(專利號CN201020688176. 8)，該實驗裝置通過照相機和鋼化玻璃查看裂縫擴展、延伸規(guī)律具有一定的弊端，鋼化玻璃在高壓水力的摩擦下會出現(xiàn)刮擦痕跡，影響觀測效果，玻璃鋼的耐高壓能力也有限，此外，系統(tǒng)復雜，實驗及維護費用較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種耐用性高以及簡單可靠的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，包括樣品實驗缸，所述樣品實驗缸由兩個對稱的耳狀半圓筒缸體(I)通過螺栓(14)連接而成，該樣品實驗缸的下端封閉，且該樣品實驗缸的上端螺紋連接有密封蓋(2)，所述密封蓋(2)上豎向穿設(shè)有壓裂篩管(3)，該壓裂篩管(3)與密封蓋(2)上的過孔密封，所述壓裂篩管(3)的下端封閉，該壓裂篩管(3)的下端深入到樣品實驗缸內(nèi)，且該壓裂篩管(3)伸入到樣品實驗缸內(nèi)的下部開有至少一個橫向通孔(3a)，所述壓裂篩管(3)的上端伸出密封蓋(2)的上端與高壓水管相連(4)，該高壓水管(4)的另一端與高壓水泵(5)的出水口相連通，且該高壓水泵(5)的進水口與水箱(6)相連。采用以上裝置進行實驗時，因為樣品的中心具備一個盲孔，然后將樣品放入到樣品試驗缸內(nèi)，再蓋上密封蓋，然后將壓裂篩管的下端從密封蓋的過孔內(nèi)插入到樣品試驗缸內(nèi)，使壓裂篩管伸入到樣品的盲孔內(nèi)，然后使用強力膠將壓裂篩管和密封蓋上過孔之間的縫隙密封住。然后啟動高壓水泵，使高壓水經(jīng)由高壓水管進入到壓裂篩管中，最后從壓裂篩管下端的橫向通孔內(nèi)噴出壓裂樣品。壓裂完畢后松開兩個耳狀半圓筒缸體上的螺栓，然后移開其中一個耳狀半圓筒缸體即可看到這半邊樣品的壓裂情況，既避免了人工搬動導致樣品壓裂痕跡破損，同時樣品實驗缸可采用鑄鐵或鑄鋼材料，經(jīng)久耐用。同時這種實驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。為了更好的固定樣品實驗缸，使其在實驗過程中不會傾倒，兩個所述耳狀半圓筒缸體(I)的下端均固定連接有鋼板(7)，當兩個耳狀半圓筒缸體(I)相對接時，兩個耳狀半圓筒缸體⑴下端連接的鋼板(7)也相對接。所述密封蓋⑵的上端設(shè)置有壓板⑶，該壓板⑶和密封蓋(2)具有同心的可供壓裂篩管(3)穿過的過孔(8a)，所述壓板(8)的左右兩端均伸出密封蓋(2)的外邊緣，該壓板(8)的左右兩端均穿設(shè)有長螺栓(9)，所述長螺栓(9)的上部端面抵接在壓板(8)上，該長螺栓(9)的下端伸出鋼板(7)的下表面由螺母(10)鎖死。在使用時，先擰緊密封蓋，然后可使用壓板配合螺栓壓緊密封蓋，防止密封蓋在實驗過程中不會被高壓水沖開。為了更好的控制高壓水開關(guān)，所述高壓水管(4)上設(shè)置有增壓裝置(11)、高壓水表(12)和控制閥(13)。所述水箱(6)通過水管(15)與水池(16)相連，保證了水箱內(nèi)的水不會缺失。為了進一步保證樣品實驗缸的密閉性，所述兩個對稱的耳狀半圓筒缸體(I)分別與其下方的鋼板(7) —體成型。為了節(jié)約成本和提高耐久度，兩個所述耳狀半圓筒缸體(I)均為鑄鐵鑄成。有益效果本發(fā)明采用兩半鑄鐵制成的可開合的半圓筒缸體組成樣品實驗缸，避免了人工搬動導致樣品壓裂痕跡破損，還具有結(jié)構(gòu)新穎、降低成本、提高耐久度率等特點。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的A向視圖。圖3為圖1中壓裂篩管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明由樣品實驗缸、密封蓋2、壓裂篩管3、高壓水管4、高壓水泵5、水箱6、鋼板7、壓板8、長螺栓9、螺母10、增壓裝置11、高壓水表12、控制閥13、螺栓14、水管15和水池16等部件組成，所述樣品實驗缸由兩個對稱的耳狀半圓筒缸體I連接而成，兩個半圓筒缸體I的雙耳上均設(shè)置有螺栓14，且兩個所述耳狀半圓筒缸體I的下端均一體成型有鋼板7，兩個耳狀半圓筒缸體I下端連接的鋼板7相互配合，所述樣品實驗缸的下端被鋼板7封閉，該樣品實驗缸的上端螺紋連接有密封蓋2，所述密封蓋2上豎向穿設(shè)有壓裂篩管3，該壓裂篩管3與密封蓋2上的過孔密封。所述密封蓋2的上端設(shè)置有壓板8，該壓板8和密封蓋2具有同心的可供壓裂篩管3穿過的過孔8a，所述壓板8的左右兩端均伸出密封蓋2的外邊緣，該壓板8的左右兩端均穿設(shè)有螺栓9，所述螺栓9的上部端面抵接在壓板8上，該螺栓9的下端伸出鋼板7的下表面由螺母10鎖死。所述壓裂篩管3的下端封閉，該壓裂篩管3的下端深入到樣品實驗缸內(nèi)，且該壓裂篩管3伸入到樣品實驗缸內(nèi)的下部開有至少一個橫向通孔3a，所述壓裂篩管3的上端伸出密封蓋2的上端與高壓水管相連4，該高壓水管4的另一端與高壓水泵5的出水口相連通，且該高壓水泵5的進水口與水箱6相連。所述高壓水管4上設(shè)置有增壓裝置11、高壓水表12和控制閥13。所述水箱6通過水管15與水池16相連。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進如改變表架和基準柱的數(shù)量等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，包括樣品實驗缸，其特征在于:所述樣品實驗缸由兩個對稱的耳狀半圓筒缸體(1)通過螺栓(14)連接而成，該樣品實驗缸的下端封閉，且該樣品實驗缸的上端螺紋連接有密封蓋(2)，所述密封蓋(2)上豎向穿設(shè)有壓裂篩管(3)，該壓裂篩管(3)與密封蓋(2)上的過孔密封，該壓裂篩管(3)的下端深入到樣品實驗缸內(nèi)，且該壓裂篩管(3)伸入到樣品實驗缸內(nèi)的下部開有至少一個橫向通孔(3a)，所述壓裂篩管(3)的下端封閉，所述壓裂篩管(3)的上端伸出密封蓋(2)的上端與高壓水管相連(4)，該高壓水管(4)的另一端與高壓水泵(5)的出水口相連通，且該高壓水泵(5)的進水口與水箱(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，其特征在于:兩個所述耳狀半圓筒缸體(1)的下端均固定連接有鋼板(7)，當兩個耳狀半圓筒缸體(I)相對接時，兩個耳狀半圓筒缸體(1)下端連接的鋼板(7)也相對接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，其特征在于:所述密封蓋(2)的上端設(shè)置有壓板(8 )，該壓板(8)和密封蓋(2)具有同心的可供壓裂篩管(3)穿過的過孔(8a)，所述壓板(8)的左右兩端均伸出密封蓋(2)的外邊緣，該壓板(8)的左右兩端均穿設(shè)有長螺栓(9)，所述長螺栓(9)的上部端面抵接在壓板(8)上，該長螺栓(9)的下端穿過鋼板(7)的下表面由螺母(10)鎖固。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，其特征在于:所述高壓水管(4)上裝有增壓裝置(11)、高壓水表(12)和控制閥(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，其特征在于:所述水箱(6)通過水管(15)與水池(16)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，其特征在于:所述兩個對稱的耳狀半圓筒缸體(I)分別與其下方的鋼板(7) —體成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，其特征在于:兩個所述耳狀半圓筒缸體(I)均為鑄鋼鑄成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤巖鉆孔高壓水力壓裂實驗裝置，所述樣品實驗缸由兩個對稱的耳狀半圓筒缸體通過螺栓連接而成，該樣品實驗缸的下端封閉，且該樣品實驗缸的上端螺紋連接有密封蓋，所述密封蓋上豎向穿設(shè)有壓裂篩管，所述壓裂篩管的下端封閉，該壓裂篩管的下端深入到樣品實驗缸內(nèi)，且該壓裂篩管伸入到樣品實驗缸內(nèi)的下部開有至少一個橫向通孔，所述壓裂篩管的上端伸出密封蓋的上端與高壓水管相連，該高壓水管的另一端與高壓水泵的出水口相連通，且該高壓水泵的進水口與水箱相連。本發(fā)明采用兩半鑄鐵制成的可開合的半圓筒缸體組成樣品實驗缸，避免了人工搬動導致樣品壓裂痕跡破損，還具有結(jié)構(gòu)新穎、降低成本、提高耐久度率等特點。
文檔編號E21B43/26GK103075137SQ20121057001
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者黃滾, 尹光志, 康向濤, 羅甲淵, 王維忠, 秦虎, 李小雙, 蔣長寶, 姚俊偉, 李銘輝, 陳鵬 申請人:重慶大學