【技术实现步骤摘要】
本技术属于煤矿安全，具体涉及一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统。
技术介绍
1、我国煤层瓦斯赋存具有“三低一高”的特点(低饱和度、低渗透性、低储层压力，高吸附性)，瓦斯抽采是实现瓦斯灾害防控的根本性技术措施。现阶段，国内主要通过高压水力压裂(或驱替)、水分割缝(或冲孔)、煤层预裂爆破(炸药爆破、co2相变爆破、高压电脉冲致裂等)等技术措施来改善煤层的透气性，但是仅对煤层的透气性进行改善，难以促进纳米级孔隙中瓦斯的解吸，进而仍不能彻底解决煤层瓦斯抽采率低的问题。
2、为此，亟需提供一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，以有效解决煤层瓦斯抽采率低的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，该系统能对煤层进行高压脉冲注水注气作业，其能有效解决煤层瓦斯抽采率低的问题，利用该系统能高效率的驱替瓦斯，能够有效解除水力驱替带来的水锁效应，尤其适用于高吸附难于注水驱替瓦斯的煤层，能够为赋存煤炭瓦斯高效抽采提供重要技术保障。
2、为了实现上述目的，本技术提供一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，包括高压气体脉动注入单元、高压脉动注水单元和驱替作业单元；
3、所述高压气体脉动注入单元包括储气罐、高压注气泵和高压截止阀一；所述储气罐中充填有气体；所述高压注气泵用于脉冲注气作业，其进口端通过高压供气管路与储气罐的出气口连接，其出口端与高压注气管路的进气端连接；所
4、所述高压脉动注水单元包括储水罐、高压注水泵和高压截止阀二；所述储水罐中充装有水；所述高压注水泵用于脉冲注水作业，其进口端通过高压供水管路与储水罐的出水口连接，其出口端与高压注水管路的进水端连接；所述高压截止阀二串接在高压注水管路上；
5、所述驱替作业单元包括三通、驱替作业管路、排水管路、高压截止阀三和高压胶囊；所述三通的两个进口端分别与高压注气管路的出气端和高压注水管路的出水端连接；所述驱替作业管路的进口端与三通的出口端连接，其作业段伸入至钻孔中；所述排水管路连接在驱替作业管路出口端的一侧；所述高压截止阀三串接在排水管路上；两个高压胶囊相间隔地套装于驱替作业管路出口端的外部，并将驱替作业管路与钻孔孔壁之间的空隙进行密封；驱替作业管路在两个高压胶囊之间的部分开设有压裂出口。
6、进一步，为了方便切换高压供气管路的通断状态，所述高压气体脉动注入单元还包括高压截止阀四，所述高压截止阀四串接在高压供气管路上。
7、进一步，为了方便切换高压供水管路的通断状态，所述高压脉动注水单元还包括高压截止阀五，所述高压截止阀五串接在高压供水管路上。
8、进一步，为了更好地促进瓦斯的运移，所述高压注气泵的工作压力范围为0～10mpa。
9、进一步，为了提高对煤层的预裂效果，所述高压注水泵的工作压力范围为10～30mpa。
10、本技术中，使驱替作业管路的进口端通过三通分别与高压注气管路的出气端和高压注水管路的出水端连接，并于高压注气管路和高压注水管路上分别串接高压截止阀一和高压截止阀二，可以便于实现注气和注水状态的快捷切换，从而可以交替进行脉冲注水和注气作业。在储水罐和高压注水管路的进水端之间串接用于脉冲注水作业高压注水泵，可以便于利用高压注水泵对水进行增压作业，进而可以利用高压水高效冲击煤层，以获得增透效果更好、延伸范围更大的裂隙。在储气罐和高压注气管路的进气端之间串接用于脉冲注气作业高压注气泵，可以便于利用高压注气泵对气体进行增压作业，进而可以利用高压气体高效冲击煤层，以充分解决注水后产生的水锁效应，有利于促进瓦斯在煤中的运移。
11、本技术可以通过向煤层中脉动循环注入高压水的方式来预裂煤体，同时置换驱替纳米级孔隙中的ch4，并能通过脉动循环注入空气的方式解除“水锁”效应，以充分驱动多相介质的运移。利用该系统可以通过脉冲注水注气的方式来改善单次注入压力有限造成的裂隙通道被煤颗粒堵塞的问题，同时，能通过循环脉冲注水注气的方式使一次注水注气产生的裂隙通道进一步扩展延伸，使裂隙形成更利于瓦斯运移的网络通道。
12、该系统对设备要求简单，驱替瓦斯效率高，能够有效解除水力驱替带来的水锁效应，尤其适用于高吸附难于注水驱替瓦斯的煤层，能够为赋存煤炭瓦斯高效抽采提供重要技术保障。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，包括高压气体脉动注入单元和高压脉动注水单元，其特征在于，还包括驱替作业单元；
2.根据权利要求1所述的一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，其特征在于，所述高压气体脉动注入单元还包括高压截止阀四(21)，所述高压截止阀四(21)串接在高压供气管路(13)上。
3.根据权利要求1所述的一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，其特征在于，所述高压脉动注水单元还包括高压截止阀五(22)，所述高压截止阀五(22)串接在高压供水管路(14)上。
4.根据权利要求3所述的一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，其特征在于，所述高压注气泵(7)的工作压力范围为0～10MPa。
5.根据权利要求4所述的一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，其特征在于，所述高压注水泵(9)的工作压力范围为10～30MPa。
【技术特征摘要】
1.一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，包括高压气体脉动注入单元和高压脉动注水单元，其特征在于，还包括驱替作业单元；
2.根据权利要求1所述的一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统，其特征在于，所述高压气体脉动注入单元还包括高压截止阀四(21)，所述高压截止阀四(21)串接在高压供气管路(13)上。
3.根据权利要求1所述的一种顺层孔脉动循环交替注水注气驱替煤层瓦斯的系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：李常红，米建强，高睿，孟建，王伟伟，文亮亮，张泽青，
申请(专利权)人：潞安新疆煤化工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。