一种矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置的制作方法

本发明涉及高压水力压裂钻孔领域，尤其涉及一种矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置。

背景技术：

对于低透气性突出煤层，瓦斯抽采十分困难，通常采用水力压裂增透技术。进一步地，为确保水力压裂增透技术后长期保持增透效果，在对煤层进行高压水力压裂过程中又需在水中添加石英砂等材料作为骨料。

目前为止，由于煤矿井下空间有限，并受防爆、煤安系统等限制，在30MPa以上高压水系统中难以添加适量石英砂，严重阻碍了煤层水力压裂技术的发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种通过高压水系统向煤层中注入石英砂作为骨料、结构简单、操作方便的矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括骨料腔体和分别位于其前后两端的高压水出口、高压水入口，所述骨料腔体的上下端还分别设有加砂口与泄压口。

作为本发明的优选方式之一，所述骨料腔体为两端呈圆弧流线型的圆形腔体，骨料腔体的内径为194mm，厚度为22mm。

作为本发明的优选方式之一，所述高压水出口为带有圆形内腔的正方形高压水出口，通过高压软管与水力压裂钻孔装置相连。

作为本发明的优选方式之一，所述高压水出口的内径为19mm，与φ19mm高压软管相匹配。

作为本发明的优选方式之一，所述高压水入口为带有圆形内腔的正方形高压水入口，通过高压软管与高压水泵相连。

作为本发明的优选方式之一，所述高压水入口的内径为19mm，与φ19mm高压软管相匹配。

作为本发明的优选方式之一，所述加砂口为内部设有第一通孔的加砂口，所述第一通孔与骨料腔体的内腔相通。

作为本发明的优选方式之一，所述泄压口为内部设有第二通孔的泄压口，所述第二通孔与骨料腔体的内腔相通。

作为本发明的优选方式之一，所述加砂口和泄压口上还分别设有与之相匹配的高压闸阀。

作为本发明的优选方式之一，各部件之间均采用焊接固定相连。

作为本发明的优选方式之一，所述骨料腔体为钢制骨料腔体，高压水出口为钢制高压水出口，高压水入口为钢制高压水入口。

本发明相比现有技术的优点在于：提供了一种通过高压水系统向煤层中注入石英砂作为骨料、结构简单、操作方便的矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置；其中(1)采用钢质材料，且通过焊接固定相连，耐压程度可达60MPa以上；(2)骨料腔体上端设有加砂口，配以与高压水入口相连的高压水泵，利用30MPa以上压力水将石英砂经水力压裂钻孔带入煤层中，起到骨料支撑作用，从而提高煤层透气性。

附图说明

图1是实施例1中矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置的正视结构示意图；

图2是实施例1中矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置的左视结构示意图；

图3是图1的剖视结构示意图。

图中：1为骨料腔体，11为加砂口，111为第一通孔，12为泄压口，121为第二通孔，2为高压水出口，3为高压水入口。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的一种矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置，包括骨料腔体1和分别位于其前后两端的高压水出口2、高压水入口3，其中骨料腔体1为钢制骨料腔体，高压水出口2为钢制高压水出口，高压水入口3为钢制高压水入口；三者均采用钢质材料，且通过焊接固定相连，耐压程度可达60MPa以上。

骨料腔体1为两端呈圆弧流线型的圆形腔体，骨料腔体1的内径为194mm，厚度为22mm，其上下端分别设有加砂口11与泄压口12；加砂口11为内部设有第一通孔111的加砂口，泄压口12为内部设有第二通孔121的泄压口，第一通孔111与第二通孔121均与骨料腔体1的内腔相通；加砂口和11泄压口12上还分别设有与之相匹配的高压闸阀(图中未标示)；使用本装置前，采用石英砂作为骨料，从加砂口11加入石英砂，进入骨料腔体1内部，待使用完毕，采用泄压口12进行泄压。

高压水出口2为带有圆形内腔的正方形高压水出口，通过高压软管与水力压裂钻孔装置相连；高压水出口2的内径为19mm，与φ19mm高压软管相匹配。

高压水入口3为带有圆形内腔的正方形高压水入口，通过高压软管与高压水泵相连；高压水入口3的内径为19mm，与φ19mm高压软管相匹配。

使用方法：

(1)水力压裂钻孔施工结束后，在孔内安设一根φ19mm高压铁管，利用φ19mm高压软管连接水力压裂钻孔装置和本装置的高压水出口2；

(2)利用φ19mm高压软管连接本装置的高压水入口3和高压水泵，再在加砂口11和卸压口12安设高压闸阀，完成设备安装工作；

(3)采用石英砂作为骨料，从加砂口11加入石英砂；

(4)启动高压水泵，利用30MPa以上压力水将石英砂依次经过骨料腔体1、高压水出口2、高压软管、水力压裂钻孔带入煤层中，起到骨料支撑作用，从而提高煤层透气性；

(5)待使用完毕，采用泄压口12进行泄压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。