[发明专利]一种提高地面钻井瓦斯抽采效果的大温差冻融循环系统

说明书

本发明公开了一种提高地面钻井瓦斯抽采效果的大温差冻融循环系统，包括第一管路、第一耐低温管路、激光测距仪、钻井密封盖、第一三通接头、第二管路、脉动泵、第三管路、磁化水发生器、第四管路、氮气增压装置、第二三通接头、第五管路、第三三通接头、第六管路、制氮机、第七管路、氮气升温装置、第八管路、第九管路、第四三通接头、第十管路、第十一管路、液氮三通接头、第二耐低温管路、液氮脉动泵、第三耐低温管路和液氮罐，通过高温高压氮气、液氮和磁化水相互作用，形成超大温差效应，对煤体进行致裂效果，最终能有效提高煤体的致裂效果及扩展范围，增大煤体渗透率，从而实现地面钻井对瓦斯大流量、高浓度、长时间的抽采。

技术领域

本发明涉及一种提高地面钻井瓦斯抽采效果的大温差冻融循环系统，属于瓦斯抽采技术领域。

背景技术

我国煤层渗透率普遍较低是限制地面钻井抽采瓦斯效果的主要原因。为了提高煤层渗透性，一般采用水力压裂技术进行煤层增透处理，但相关研究结果表明：水力致裂产生的裂缝主要沿垂直于最小主应力方向扩展，所产生的裂隙数量少，难以形成较长裂缝，未能对煤层储存产生体破裂效果，同时还存在压裂流体压力高的缺点。目前该技术在我国大部分矿区的应用效果还不太理想，相关的技术工艺有待进一步研究。另外申请号为201410507011.9，名称为“一种提高煤层瓦斯抽采量的冷热交替系统”的中国发明专利提出了一种交替注冷热的提高瓦斯抽采钻井产量的系统，但是该系统能实现的最低温仅为-50℃，最高温为200℃，但在这种温度跨度范围上，裂隙扩展范围有限，瓦斯抽采效果受到约束。因此，亟待开发新的地面钻井瓦斯增产系统，丰富我国的地面钻井高效抽采煤层瓦斯的技术体系。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种提高地面钻井瓦斯抽采效果的大温差冻融循环系统，能有效提高煤体的致裂效果及扩展范围，增大煤体渗透率，从而实现地面钻井对瓦斯大流量、高浓度、长时间的抽采。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高地面钻井瓦斯抽采效果的大温差冻融循环系统，包括第一管路、第一耐低温管路、激光测距仪、钻井密封盖、第一三通接头、第二管路、脉动泵、第三管路、磁化水发生器、第四管路、氮气增压装置、第二三通接头、第五管路、第三三通接头、第六管路、制氮机、第七管路、氮气升温装置、第八管路、第九管路、第四三通接头、第十管路、第十一管路、液氮三通接头、第二耐低温管路、液氮脉动泵、第三耐低温管路和液氮罐，磁化水发生器通过第三管路与脉动泵的进口相连，脉动泵的出口通过第二管路与第一三通接头的其中一个端口连通，第一三通接头的另外两个端口分别与第四管路的一端和第一管路的一端连通，第四管路的另一端与氮气增压装置的出口连通，氮气增压装置的入口通过第十二管路与第二三通接头的其中一个端口连通，第二三通接头的另外两个端口分别与第五管路的一端和第八管路的一端连通，第八管路的另一端与氮气升温装置的出口连通，第五管路的另一端与第三三通接头的其中一个端口连通，第三三通接头的另外两个端口分别与第六管路的一端和第七管路的一端连通，第六管路的另一端与制氮机的出口连通，第七管路的另一端与第四三通接头其中的一端口连通，第四三通接头的另外两个端口分别与第九管路的一端和第十管路的一端连通，第九管路的另一端与氮气升温装置的进口连通，第十管路的另一端与液氮三通接头的其中一个端口连通，液氮三通接头的另外两个端口分别与第一耐低温管路的一端和第二耐低温管路的一端连通，第二耐低温管路的另一端与脉动液氮泵的出口连通，脉动液氮泵的进口通过第三耐低温管路与液氮罐连通；钻井密封盖密封固定在瓦斯抽采管的端口，第一管路的另一端与第一耐低温管路的另一端穿过钻井密封盖伸入瓦斯抽采管内，所述激光测距仪固定在钻井密封盖上；

所述第二管路上设有第一阀门，第三管路上设有第二阀门，第四管路上设有第三阀门，第五管路上设有第四阀门，第六管路上设有第五阀门，第七管路上设有第六阀门和第一逆止阀、且第一逆止阀的进口与第三三通接头连通，第八管路上设有第七阀门和第二逆止阀、且第二逆止阀的进口与氮气升温装置连通，第十管路上设有第八阀门和第三逆止阀、且第三逆止阀的进口与液氮三通接头连通，第二耐低温管路上设有第一液氮阀门，第三耐低温管路上设有第二液氮阀门和液氮逆止阀、且液氮逆止阀的进口与液氮罐连通。