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公开(公告)号：CN113338888A
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202110755442.7
申请日：2021-07-05
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B43/263 , E21B43/08 , E21B47/00 , E21B41/00 , E21B33/13
Abstract: 本发明公开了一种水平分支井燃爆压裂促进竖井页岩气开采的方法，先打设竖井及多个水平分支井，然后向其中一个水平分支井内安装首个燃爆封孔器，使其与水平分支井的最深处之间形成封孔段；进行燃爆压裂时，先向封孔段内注入燃爆气体，通过检测装置实时检测，直至达到爆炸所需值时，停止燃爆气体注入，最后控制点火头点火，从而引发封孔段内的燃爆气体发生爆炸，气体爆炸产生的高温高压气体和爆轰冲击波，通过筛管上的网孔对周围页岩进行一次冲击压裂过程，重复多次采用后退式燃爆压裂使该水平分支井周围形成裂隙网络；因此本发明无需水源即能使储层内部产生复杂的裂隙网络，同时还能使裂隙网络保持较长时间的连通性，从而保证页岩气的抽采。
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公开(公告)号：CN111894542B
公开(公告)日：2021-07-02
申请号：CN202010584323.5
申请日：2020-06-24
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于水平井的低温流体强化注入冰堵压裂方法，采用水力割缝设备设置多个裂缝区，通过注水管注水使水压封堵器充起形成密封压裂室，对密封压裂室内注入低温流体，气化的相变气体能及时从低温流体排气管排出，低温流体将密封压裂室注满后对裂缝区进行冷冲击致裂，水压封堵器接触到低温流体后温度快速下降，使其内部的水变成冰，会进一步增大水压封堵器与水平钻井内壁之间的压紧力，确保密封效果；当低温流体排气管内部气压超过安全泄压阀的开启阈值后，通过安全泄压阀的多次开启，对密封压裂室多进行气体膨胀力致裂。不仅便于低温流体快速注入，同时通过冰堵的方式保证低温流体循环压裂后的致裂效果，而且不会对周围环境造成污染。
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公开(公告)号：CN110984962B
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN201911372116.7
申请日：2019-12-27
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B47/00 , E21B47/06 , E21B47/07 , E21B43/243 , E21B43/247 , E21B49/08 , E21F7/00 , E21B43/00 , E21B43/26
Abstract: 一种流态化瓦斯抽采监测方法，适用于煤矿井下使用。首先向深部低渗煤层钻取水平钻井、监测钻井和瓦斯抽采钻井，利用液态CO2相变致裂技术破碎煤体；然后将多功能组配装置随可弯曲铜管送入水平钻井设计位置，钻井封闭后启动空气泵将空气按照设计流速注入煤层，将装有SF6示踪气体和探测器的容器送入监测钻井，通过实时监测水平钻井范围内即时温度、气体浓度和压力、及SF6气体的含量和变化，推算出煤体的阴燃程度及区域范围；综合煤体温度及产生的气体浓度变化，根据相关抽采参数评估瓦斯的抽采效率。该系统监测精准，应用方便，可大大提高瓦斯抽采的监测效率。
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公开(公告)号：CN111173513B
公开(公告)日：2020-11-27
申请号：CN202010179858.4
申请日：2020-03-16
Applicant: 中国矿业大学 , 中国地质大学(北京)
Abstract: 一种煤矿采空区坚硬顶板低温致裂放顶方法，适用于煤层采空区顶板强化致裂技术领域。利用数显式温度仪、温度传感器、注水管、低温流体冻结管、胶囊封孔器、高压注水系统和低温流体槽车，向采空区坚硬顶板依次施工多个致裂钻孔和一个空孔；将螺旋低温流体管、注水管与胶囊封孔器相连接送入多个致裂钻孔中，采用胶囊封孔器进行高压封孔，并冻结致裂钻孔孔口圆柱形扩孔段，形成自封孔结构，再对多个致裂钻孔进行冻结，利用水冰相变致裂煤层顶板。当温度传感器均升高到3℃以上时重复冻结，形成冻胀‑融化‑冻胀的循环致裂。利用低温流体进行水冰相变产生9.1％的膨胀率来致裂煤层坚硬顶板，其方法简单，操作方便，成本低廉，操作简单，致裂效果好。
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公开(公告)号：CN111236907A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN201911325754.3
申请日：2019-12-20
Applicant: 中国矿业大学 , 山西西山煤电股份有限公司西铭矿 , 徐州海森德新材料有限公司
IPC: E21B43/26 , E21F7/00 , E21B47/00 , E21B47/002 , E21B47/11 , E21B47/017 , E21B17/00 , E21B47/06 , E21B47/07
Abstract: 本发明公开了一种基于多参数监测的液氮循环冷冲击增透方法，视频监控镜头实时拍摄监测穿层钻孔中液氮内部产生气泡大小及产生气泡的流动速率并反馈给监测控制中心存储；质量传感器实时监测穿层钻孔中液氮的质量损失速率并反馈给监测控制中心存储；气体监测装置实时检测泄压管内的气体压力、气体流量和气体温度并反馈给监测控制中心存储；完成一次致裂后，然后采用SF6气体检测器、声波发射器和声波接收器对增透致裂效果进行检测，即声波速度能检测产生增透后产生裂隙的数量多少，而SF6气体检测能检测产生裂隙相互之间的连通性。通过监测数据实现液氮的冷冲击、相变气体的膨胀压力以及裂缝内水分的冻胀压力对煤体进行致裂，并能有效监测增透效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111173554A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201911373403.X
申请日：2019-12-27
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种基于四向布井的原位热解流态化瓦斯抽采方法，适用于预开采低孔渗易自燃煤层或封闭采空区遗留煤层的瓦斯流态化高效抽采。钻取四向水平钻井和周围四个瓦斯抽采钻井组成的钻井组，利用气体聚能爆破方法对水平钻井周围煤体进行致裂破碎，然后将多功能组配装置固定在可伸缩铜管前端并移动至适当位置；封孔后，将空气注入水平钻井内，启动电极击火器使破碎煤体发生阴燃。其步骤简单，使用效果好，有效提高瓦斯的流态化开采和后续的煤体采掘，极大地增加了煤与瓦斯的利用率，具有应用普适性、操作简单的优势。
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公开(公告)号：CN107503747B
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201710933986.1
申请日：2017-10-10
Applicant: 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 , 中国矿业大学 , 平顶山天安煤业股份有限公司
IPC: E21C37/12 , E21B43/263
Abstract: 本发明公开了一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法，该方法包括如下步骤：在回风巷道和进风巷道顶板钻取垂直的弱化致裂钻孔组，在回风巷道和进风巷道侧壁和顶板处钻倾斜的弱化致裂钻孔组；将静态破碎剂药卷送入回风巷道的垂直弱化致裂钻孔组，使回风巷道顶板破裂跨落；将静态破碎剂药卷送入进风巷道的垂直弱化致裂钻孔组，使进风巷道顶板破裂跨落；将静态破碎剂药卷送入回风巷道和进风巷道倾斜的弱化致裂钻孔组内，使煤层顶板出现裂隙；回采工作面通过煤层顶板超前致裂区下方时，煤层顶板裂隙在弱化致裂钻孔组和地应力的耦合作用下进一步扩大并互相贯通，最终使煤层顶板跨落。本发明方法操作简单方便，施工安全可靠。
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公开(公告)号：CN107476807A
公开(公告)日：2017-12-15
申请号：CN201710933990.8
申请日：2017-10-10
Applicant: 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 , 中国矿业大学 , 平顶山天安煤业股份有限公司
Abstract: 本发明公开了一种煤层坚硬顶板致裂弱化方法，包括以下步骤：首先向顶板钻取致裂孔，然后利用绝热套管将液氮以脉动式注入顶板岩层，脉动疲劳损伤和液氮低温冷冲击的耦合作用能够大幅弱化顶板岩层自身强度，当气化压力超过岩层抗拉强度时致裂孔周围形成裂隙，最后将氮气进行回收循环使用。该方法综合疲劳弱化、冷冲击及气化膨胀三者优势，一方面依靠钻孔有限空间内形成的体积不断增大的气液两相流压力团，使岩层内部温度骤降诱发热应力产生；另一方面，脉动式注入方法使得氮气气液两相流迅速流动到裂隙中，加快裂隙扩展速率，最终实现顶板岩层的有效垮落。该方法施工简单方便，成本较低，适用范围广。
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公开(公告)号：CN106761740A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611040166.1
申请日：2016-11-11
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21C37/12
CPC classification number: E21C37/12
Abstract: 一种坚硬煤层顶板耦合致裂方法，利用钻机向坚硬顶板内部施工致裂钻孔至设计位置，用于静态致裂的导向钻孔布置在两个脉动水力压裂钻孔之间，组成一个致裂体系。采用频率可调节的等量分流器将压裂钻孔连接至脉动注水泵，静态致裂孔则采用静态破碎剂浆液填充。在静态破碎剂浆液的膨胀力作用下，监测钻孔周围形成初始裂隙，释放出的热量不断向钻孔周围岩层辐射，产生一类似椭圆状的温度场，降低岩层弹性模量；在不同频率的水压力作用下，压裂钻孔周围岩层形成断裂带、疲劳带和原应力带三带，压力水沿着裂隙流动至受热传导作用的岩层时，水热效应弱化岩层强度，缩短了钻孔之间裂隙带的贯通时间。该方法能充分提高钻孔利用率，操作简单，施工安全可靠。
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公开(公告)号：CN105863596A
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201610294713.2
申请日：2016-05-05
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种煤矿井下超声波与水力压裂复合致裂煤体模拟装置及方法，包括封闭三轴加压装置、超声波水力压裂复合致裂装置、抽气注气装置和监测监控装置；所述超声波水力压裂复合致裂装置包括超声波致裂设备和水力压裂设备，所述抽气注气装置包括真空抽气泵和带压力表的瓦斯注气瓶；所述三轴加压装置内放置有煤样，所述超声波水力压裂复合致裂装置通过h形钢管将超声波致裂设备和水力压裂设备分别与封闭三轴加压装置内的煤样连接；所述抽气注气装置中的真空抽气泵和带压力表的瓦斯注气瓶分别与封闭三轴加压装置内的煤样连接；所述监测监控装置与封闭三轴加压装置内的煤样连接。本发明可以真实准确地模拟煤矿井下超声波与水力压裂复合致裂煤体过程。
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