一种预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法与流程

1.本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法。


背景技术：

2.煤矿，是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，井工煤矿在开采时，需要根据开采巷道的情况进行实时改变结构，以便降低井下工作的危险性。
3.传统的卸压施工往往是采用封隔管进行封堵后在进行喷流，但是封堵较为麻烦，容易疏漏。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法，根据需要进行压裂的煤层顶部进行预开孔，预开孔后，在预开孔的内部斜向锚定封堵管，其封堵管根据煤层的煤层环境或岩层分布进行角度调整，调整完毕后，在锚定的封堵管内进行预先注水，注水后静置约一个小时，静置期间需要持续观察压力是否降低，如降低后是否有位置出现渗水，确认后，完成持续压裂工作。
6.进一步的，上述施工方法，具体如下步骤：
7.s1根据煤层顶部的煤层环境依次设定封堵孔，封堵孔的位置以煤层环境为基准间隔为10厘米至45厘米；
8.s2封堵孔确立后，确立压力正常，无渗水后，直接进行水流释放，将水流沿着封堵孔在煤层内部进行行进，压裂过程中需要持续观测水压是否快速下降以及是否存在渗水的现象；
9.s3当压力快速下降时，需确认是否为预裂缝开裂完成的卸压。
10.进一步的，所述封堵管设于煤矿顶板的下端面，所述封堵管与煤矿顶板卡合连接，所述封堵管的内部开设有供贯通管连通的孔，所述贯通管通过封堵管延伸入煤矿顶板的内部，所述煤矿顶板下端面设有喷流箱体。
11.进一步的，所述喷流箱体的一侧设有喷流管，所述喷流管远离喷流箱体的一端连接有贯通管。
12.进一步的，上述贯通管的一端设有封堵筒，上述封堵筒采用气囊式设计，上述封堵筒的内部设有膨胀腔。
13.进一步的，上述封堵筒的一端设有喷流口，上述喷流口的中部与封堵筒相通，上述喷流口的内部设有旋转轴，上述旋转轴的外缘面设有旋转片。
14.进一步的，上述旋转轴的外缘面同时设有引导轴，上述引导轴的外缘面固定连接
有导流板，上述导流板的外缘面与贯通管的内径相互抵接。
15.进一步的，上述喷流口喷流的水源在煤矿顶板的内部冲刷形成卸压腔，上述卸压腔内的泥沙经由封堵筒的拦截后进一步淤积随后通过喷流口的喷流持续喷淋，方便在煤矿顶板的内部开辟通路。
16.该预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法的技术效果和优点：由于封堵筒在水流注入时，通过水流的释放产生膨胀，从而和封堵管的另一端卡合，使得水流在通过喷流口喷流后可较为有效的封堵住封堵管的通孔，从而提高一定的封堵率，降低压力压力过大从内部直接释放的几率；
17.由于旋转片和引导轴的设立，使得水流经由贯通管通向水流后带动旋转片进行旋转，旋转片旋转的过程中经由导流板向一侧进行旋转后带动泥沙进行通向旋转进入喷流口的内部被吸收，喷流口内的水流通过导流板带动的泥沙混合后对岩层的切割效率具有一定的提升。
附图说明
18.图1为本发明实施例的结构示意图；
19.图2为本发明图1中b处实施例的放大图；
20.图3为本发明图2中c处实施例的放大图。
21.图中：1、喷流箱体；2、喷流管；3、煤矿顶板；4、封堵管；5、贯通管；6、封堵筒；7、卸压腔；8、膨胀腔；9、喷流口；10、导流板；11、旋转轴；12、旋转片；13、引导轴。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.请参阅如图1-图3所示的一种预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法，喷流箱体1的一侧设有喷流管2，喷流管2远离喷流箱体1的一端连接有贯通管5，封堵管4设于煤矿顶板3的下端面，封堵管4与煤矿顶板3卡合连接，封堵管4的内部开设有供贯通管5连通的孔，贯通管5通过封堵管4延伸入煤矿顶板3的内部，贯通管5的一端设有封堵筒6，封堵筒6采用气囊式设计，封堵筒6的内部设有膨胀腔8，喷流箱体1内的水流通过喷流管2进入贯通管5的内部，贯通管5穿过封堵管4延伸入煤矿顶板3的内部，水流注入后，通过封堵筒6时，封堵筒6的膨胀腔8因为水流的注入膨胀后对封堵管4的缺口进行填充与固定，水流喷流后的另一端由于水压进一步的压实封堵筒6从而使得封堵管4的缺口难以流失水分；
24.封堵筒6的一端设有喷流口9，喷流口9的中部与封堵筒6相通，喷流口9的内部设有旋转轴11，旋转轴11的外缘面设有旋转片12，旋转轴11的外缘面同时设有引导轴13，引导轴13的外缘面固定连接有导流板10，导流板10的外缘面与贯通管5的内径相互抵接，喷流口9喷流的水源在煤矿顶板3的内部冲刷形成卸压腔7，卸压腔7内的泥沙经由封堵筒6的拦截后进一步淤积随后通过喷流口9的喷流持续喷淋，方便在煤矿顶板3的内部开辟通路，水流通过喷流口9时，由于高速流过旋转片12，使得旋转片12在水流的带动下开始旋转，当旋转片12旋转时，引导轴13同时带动导流板10开始旋转，从而将喷流口9喷流后的泥沙水经由导流板10旋转产生的涡流向中间回流，从而使得泥沙可混合在喷流口9的水流内对煤矿顶板3的
内部进行进一步的冲刷，提高冲刷效率；
25.该预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法，根据需要进行压裂的煤层顶部进行预开孔，预开孔后，在预开孔的内部斜向锚定封堵管4，其封堵管4根据煤层的煤层环境或岩层分布进行角度调整，调整完毕后，在锚定的封堵管4内进行预先注水，注水后静置约一个小时，静置期间需要持续观察压力是否降低，如降低后是否有位置出现渗水，确认后，完成持续压裂工作。
26.进一步的，施工方法，具体如下步骤：
27.s1根据煤层顶部的煤层环境依次设定封堵孔，封堵孔的位置以煤层环境为基准间隔为10厘米至45厘米；
28.s2封堵孔确立后，确立压力正常，无渗水后，直接进行水流释放，将水流沿着封堵孔在煤层内部进行行进，压裂过程中需要持续观测水压是否快速下降以及是否存在渗水的现象；
29.s3当压力快速下降时，需确认是否为预裂缝开裂完成的卸压。
30.该预裂缝水力压裂切顶卸压施工方法，应用时，首先将封堵管4根据预设的角度打入煤矿顶板3的下端面，封堵管4需要埋设多个，以便增加可卸压的位置，确认封堵管4与煤矿顶板3的下端面锚定后，将贯通管5穿入封堵管4内进行预先注水，同时检测有没有渗水或者减压，如有渗水或者减压，更换另一个区域的封堵管4重复操作，确认无渗水或者减压后，由于内部此时应该已经产生卸压腔7，降低水流将封堵筒6的膨胀腔8体积略微缩小后进一步进给贯通管5，直到进入封堵管4内出现水流沿着封堵管4流出即为喷流口9已经到达煤矿顶板3的内部，此时加大水流，膨胀腔8因为水流的注入膨胀后对封堵管4的缺口进行填充与固定；
31.水流通过喷流口9时，由于水流是在高速状态下流过旋转片12，使得旋转片12在水流的带动下开始旋转，旋转片12旋转时，引导轴13同时带动导流板10开始旋转，从而将喷流口9喷流后的泥沙水经由导流板10旋转产生的涡流向中间回流，从而使得泥沙可混合在喷流口9的水流内对煤矿顶板3的内部进行进一步的冲刷。
32.以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但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发明揭露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在发明的保护范围之内。