水力致裂高压封孔系统的制作方法

本实用新型涉及矿用设备，尤其涉及一种水力致裂高压封孔系统。

背景技术：

传统采用炸药爆破控制煤岩层垮落，存在安全隐患，需要更加安全、高效、绿色的岩层控制技术。煤岩体水力致裂就是一种安全绿色高效的岩层控制技术。针对不同的工程背景需要开发不同的工艺技术并研制成套的装备，以实现对矿井岩层安全绿色高效的控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高压水力致裂成套设备，以实现煤岩层高压水力致裂的安全高效实施和自动控制。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种水力致裂高压封孔系统，包括依次相连的水力致裂封孔器、高压密封安装杆、防冲杆、第一转接头、高压胶管、高压泵和水箱。水力致裂封孔器、高压密封安装杆和防冲杆的中部为空心管路。水力致裂封孔器与高压密封安装杆、高压密封安装杆与防冲杆均为可拆卸连接。第一转接头包括底座、防冲杆接口管和高压胶管接口，防冲杆接口管与底座垂直，高压胶管接口位于防冲杆接口管的侧壁上。

进行煤层高压水力致裂作业时，在巷道施工出钻孔，将水力致裂封孔器与高压密封安装杆连接，通过高压密封安装杆将水力致裂封孔器送到钻孔内的预定封孔处。在钻孔口处将高压密封安装杆与防冲杆连接，防冲杆与第一转接头连接，第一转接头的底座抵住巷道底板。将高压胶管的一端接到第一转接头的高压胶管接口上，再将高压胶管另一端与高压泵相连。开启高压泵向钻孔内注水。

进一步的，水力致裂封孔器、高压密封安装杆、防冲杆、第一转接头和高压胶管均可耐60MPa高压。

进一步的，水力致裂封孔器与高压密封安装杆之间螺接或插接。

进一步的，还包括第二转接头，第二转接头安装在高压密封安装杆与防冲杆之间。

进一步的，第二转接头与高压密封安装杆之间螺接或插接。

进一步的，第二转接头与防冲杆之间螺接或插接。

进一步的，上述水力致裂高压封孔系统还包括高压泵控制柜、压力传感器、流量传感器、水力致裂测控仪。高压泵控制柜与高压泵相连，压力传感器和流量传感器装在高压密封安装杆的空心管路中间，压力传感器和流量传感器的数据输出端与水力致裂测控仪的数据输入端相连，水力致裂测控仪的数据输出端与高压泵控制柜的数据输入端相连。水力致裂测控仪根据压力传感器的探测数据对高压泵的输出排量进行调控。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型的水力致裂高压封孔系统，实现了封孔、注水、压裂过程测控的一体化，集成度高，操作简单，作业效率高；防冲杆的底座抵住巷道底板，可防止注水管路冲出；水力致裂封孔器与高压密封安装杆之间、高压密封安装杆与防冲杆之间均为可活动连接，安装拆卸方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中所述的水力致裂高压封孔系统的部分结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中所述的第一转接头的结构示意图；

以上图1-2中，1-水力致裂封孔器；2-高压密封安装杆；3-防冲杆；4-第一转接头；401-底座；402-防冲杆接口管；403-高压胶管接口；5-巷道；6-斜向钻孔。

具体实施方式：

下面参照附图对本实用新型做进一步描述。

实施例1

如图1所示，一种水力致裂高压封孔系统，包括依次相连的水力致裂封孔器1、高压密封安装杆2、防冲杆3、第一转接头4、高压胶管、高压泵，水箱、高压泵控制柜、压力传感器、流量传感器、水力致裂测控仪。水力致裂封孔器1、高压密封安装杆2和防冲杆3的中部为空心管路。水力致裂封孔器1与高压密封安装杆2、高压密封安装杆2与防冲杆3之间均为可拆卸连接。水力致裂封孔器1、高压密封安装杆2、防冲杆3、第一转接头4和高压胶管均为耐高压型，工作压力最高可达60MPa。如图2所示，第一转接头4包括底座401、防冲杆接口管402和高压胶管接口403，防冲杆接口管402与底座401垂直，高压胶管接口403位于防冲杆接口管401的侧壁上。高压泵控制柜与高压泵相连，压力传感器和流量传感器装在高压密封安装杆的空心管路中间，压力传感器和流量传感器的数据输出端与水力致裂测控仪的数据输入端相连，水力致裂测控仪的数据输出端与高压泵控制柜的数据输入端相连。

进行煤层高压水力致裂作业时，在巷道5施工出斜向钻孔6，将水力致裂封孔器1与高压密封安装杆2连接，通过高压密封安装杆2将水力致裂封孔器1送到斜向钻孔6内的预定封孔处。在钻孔口处将高压密封安装杆2与防冲杆3连接。第一转接头4的底座401埋入巷道5的底板，防冲杆接口管402斜向上与防冲杆3对接。将高压胶管的一端接到高压胶管接口403上，再将高压胶管另一端与高压泵相连。开启高压泵向斜向钻孔6内注入60MPa高压水。水力致裂封孔器1前端有一个单向阀，其开启压力可以调节，一般在5MPa作用。水力致裂封孔器的膨胀压力在3～5MPa。当高压泵开启后，管路中的水压力小于单向阀的开启压力(5MPa)，单向阀处于封闭状态，管路中的水无法进入斜向钻孔6内致使水力致裂封孔器1膨胀，封闭斜向钻孔6。当水力致裂封孔器1膨胀封孔后，管路中的水压力继续增加，当水压大于单向阀的开启压力后，单向阀开启，高压水进入斜向钻孔6内进行钻孔高压水力致裂。水力致裂测控仪根据压力传感器的探测数据对高压泵的输出排量进行调控。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于，将水力致裂封孔器1用胶囊封孔器代替，胶囊封孔器上具有胶囊注水管。进行煤层高压水力致裂作业时，先通过胶囊注水向胶囊封孔器内注水，使胶囊封孔器膨胀封住钻孔，再向钻孔内注入高压水脉冲对钻孔进行高压脉冲水力致裂。