一种基于CO2制剂的高压致裂瓦斯增透装置

一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置
技术领域
1.本发明涉及一种煤炭开采技术领域，具体是一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置。


背景技术：

2.在煤炭开采中通过水力压裂的方式将煤致裂以便于抽取煤层中的瓦斯，但水力压裂对水压要求较高，压裂范围有限。现有技术中还能通过co2快速膨胀使煤层致裂，降低了对泵压装置的要求，但co2膨胀压强高时容易使钻孔表层坍塌，而对钻孔深层的致裂性能不足。
3.因此，有必要提供一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，包括抽采管，所述抽采管上部固定有盖板，所述盖板下以一定间距分布有多个封孔器，每个封孔器上的抽采管侧壁开设有侧孔，所述抽采管的外壁开分布有多根加热药条。
5.进一步的，作为优选，所述封孔器为弹性橡胶圈，每个所述封孔器通过固定套固定在抽采管外壁。
6.进一步的，作为优选，每个所述侧孔上的抽采管外壁可滑动地套设有密封套，所述密封套外固定有导向板。
7.进一步的，作为优选，所述导向板与下方的封孔器间设有弹簧，所述弹簧提供使导向板上升到密封套离开侧孔的位置。
8.进一步的，作为优选，每个所述封孔器通过注液管贯通连接到一起，所述注液管的上端贯穿到盖板上方，所述注液管与每个导向板可滑动地贯穿连接。
9.进一步的，作为优选，位于最上方的加热药条的上端贯穿到盖板上，所述盖板上有一圈与其上圆周分布的多跟加热药条贴合的引燃圈。
10.进一步的，作为优选，所述加热药条在每个封孔器上方断开，以使加热药条分为多段，每段所述加热药条的底部固定到到对应的密封套中且贯穿到密封套底部，每段所述加热药条的上端固定到固定套中且贯穿到固定套的上方。
11.进一步的，作为优选，所述密封套的底部固定有一圈上引燃片，所述上引燃片与每根加热药条的末端贴合，除最上端的固定套外其余的固定套上端固定有一圈下引燃片，所述下引燃片与每根加热药条的上端贴合。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.本发明中，瓦斯钻孔内分隔成多个独立的空间，液态co2分布在每个瓦斯钻孔的空间中，点燃引燃圈使最上段的加热药条燃烧发热，液态co2瞬间受热后生成超临界co2介质，使该段空间内的气压骤升，而将瓦斯钻孔孔壁致裂，同时对应的导向板向下移动将该段的
侧孔密封，且通过上引燃片和下引燃片引燃下一段的加热药条，使瓦斯钻孔内产生从上到下递增的推力，提高瓦斯钻孔深处的致裂效果。
附图说明
14.图1为一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置的结构示意图；
15.图2为固定套和密封套的结构示意图；
16.图中：1、抽采管；2、盖板；21、引燃圈；3、封孔器；31、固定套；4、注液管；5、加热药条；51、上引燃片；52、下引燃片；6、导向板；61、密封套；7、侧孔；8、弹簧。
具体实施方式
17.请参阅图1，本发明实施例中，一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，包括抽采管1，所述抽采管1上部固定有盖板2，所述盖板2下以一定间距分布有多个封孔器3，每个封孔器3上的抽采管1侧壁开设有侧孔7，所述抽采管1 的外壁开分布有多根加热药条5。
18.请参阅图2，本实施例中，所述封孔器3为弹性橡胶圈，每个所述封孔器3 通过固定套31固定在抽采管1外壁。
19.本实施例中，每个所述侧孔7上的抽采管1外壁可滑动地套设有密封套61，所述密封套61外固定有导向板6。所述导向板6的直径小于瓦斯钻孔的直径，当两个封孔器3间的瓦斯钻孔内的气体膨胀气压骤升时能够使导向板6向下移动，使密封套61将侧孔7盖住密封，防止气压倒灌到抽采管1内。
20.本实施例中，所述导向板6与下方的封孔器3间设有弹簧8，所述弹簧8提供使导向板6上升到密封套61离开侧孔7的位置。也就是说，当两个封孔器3 间的气压平稳后侧孔7打开。
21.本实施例中，每个所述封孔器3通过注液管4贯通连接到一起，所述注液管4的上端贯穿到盖板2上方，所述注液管4与每个导向板6可滑动地贯穿连接。通过注液管4能够向封孔器3中注入高压水使其膨胀，以将瓦斯钻孔密封。
22.本实施例中，位于最上方的加热药条5的上端贯穿到盖板2上，所述盖板2 上有一圈与其上圆周分布的多跟加热药条5贴合的引燃圈21。通过引燃圈21能够同时引燃多根加热药条5以使两个封孔器3间的温度骤升。
23.本实施例中，所述加热药条5在每个封孔器3上方断开，以使加热药条5 分为多段，每段所述加热药条5的底部固定到到对应的密封套61中且贯穿到密封套61底部，每段所述加热药条5的上端固定到固定套31中且贯穿到固定套 31的上方。
24.本实施例中，所述密封套61的底部固定有一圈上引燃片51，所述上引燃片 51与每根加热药条5的末端贴合，除最上端的固定套31外其余的固定套31上端固定有一圈下引燃片52，所述下引燃片52与每根加热药条5的上端贴合。当上一段加热药条5点燃使其对应的两个封孔器3间的瓦斯钻孔内的气体膨胀，对应的上引燃片51被引燃，且对应的密封套61下移到下方的固定套31上，使对应的下引燃片52被引燃，从而点燃下一段加热药条5，也就是说，两个封孔器3间的瓦斯钻孔内的气体由上到下间隔一定时间依次膨胀，使瓦斯钻孔内产生从上到下递增的推力，提高瓦斯钻孔深处的致裂效果。
25.具体实施时，在煤矿挖掘面钻设瓦斯钻孔，将抽采管1伸入瓦斯钻孔内，并使盖板2
贴合到瓦斯钻孔表面，通过高压水泵向封孔器3内注入高压水，使其膨胀密封瓦斯钻孔，以将瓦斯钻孔内分隔成多个独立的空间，向抽采管1内注入液态co2，使液态co2分布在每个瓦斯钻孔的空间中，点燃引燃圈21使最上段的加热药条5燃烧发热，液态co2瞬间受热后生成超临界co2介质，使该段空间内的气压骤升，而将瓦斯钻孔孔壁致裂，同时对应的导向板6向下移动将该段的侧孔7密封，且通过上引燃片51和下引燃片52引燃下一段的加热药条5，使瓦斯钻孔内产生从上到下递增的推力，提高瓦斯钻孔深处的致裂效果。
26.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，包括抽采管(1)，其特征在于，所述抽采管(1)上部固定有盖板(2)，所述盖板(2)下以一定间距分布有多个封孔器(3)，每个封孔器(3)上的抽采管(1)侧壁开设有侧孔(7)，所述抽采管(1)的外壁开分布有多根加热药条(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，所述封孔器(3)为弹性橡胶圈，每个所述封孔器(3)通过固定套(31)固定在抽采管(1)外壁。3.根据权利要求2所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，每个所述侧孔(7)上的抽采管(1)外壁可滑动地套设有密封套(61)，所述密封套(61)外固定有导向板(6)。4.根据权利要求3所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，所述导向板(6)与下方的封孔器(3)间设有弹簧(8)，所述弹簧(8)提供使导向板(6)上升到密封套(61)离开侧孔(7)的位置。5.根据权利要求3所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，每个所述封孔器(3)通过注液管(4)贯通连接到一起，所述注液管(4)的上端贯穿到盖板(2)上方，所述注液管(4)与每个导向板(6)可滑动地贯穿连接。6.根据权利要求3所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，位于最上方的加热药条(5)的上端贯穿到盖板(2)上，所述盖板(2)上有一圈与其上圆周分布的多跟加热药条(5)贴合的引燃圈(21)。7.根据权利要求6所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，所述加热药条(5)在每个封孔器(3)上方断开，以使加热药条(5)分为多段，每段所述加热药条(5)的底部固定到到对应的密封套(61)中且贯穿到密封套(61)底部，每段所述加热药条(5)的上端固定到固定套(31)中且贯穿到固定套(31)的上方。8.根据权利要求7所述的一种基于co2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，其特征在于，所述密封套(61)的底部固定有一圈上引燃片(51)，所述上引燃片(51)与每根加热药条(5)的末端贴合，除最上端的固定套(31)外其余的固定套(31)上端固定有一圈下引燃片(52)，所述下引燃片(52)与每根加热药条(5)的上端贴合。

技术总结
本发明公开了一种基于CO2制剂的高压致裂瓦斯增透装置，包括抽采管，所述抽采管上部固定有盖板，所述盖板下以一定间距分布有多个封孔器，每个封孔器上的抽采管侧壁开设有侧孔，所述抽采管的外壁开分布有多根加热药条。与现有技术相比，本发明瓦斯钻孔内产生从上到下递增的推力，提高瓦斯钻孔深处的致裂效果。提高瓦斯钻孔深处的致裂效果。提高瓦斯钻孔深处的致裂效果。


技术研发人员：王登科 张宏图 白鑫 位乐 李树清 郝天轩 曹塘根 白云 朱卓慧 赵立桢 董博文 卫彦昭 朱熹 张小东 王龙航
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/21