[发明专利]一种智能无限级分段水力压裂系统

说明书

本发明公开了一种智能无限级分段水力压裂系统，包括远程控制中心以及与远程控制中心电连接的电控压裂滑套和导向器；所述电控压裂滑套的内部设有用于控制压裂滑套本体开关的电控芯片，用于监测压裂管内水压的压力传感器，以及用于监测压裂管内流量的流量传感器；所述导向器包括柱状体和摄像组件；所述柱状体的下端设有锥形体以及柱状体的侧壁设有沿着径向的安装孔，所述摄像组件安装于安装孔中。本发明通过远程控制中心发送命令信号给电控芯片，电控芯片使电控压裂滑套打开或者关闭，实现智能可控压裂施工，无限制级别的分段压裂，提高了压裂钻孔可实现长度，并达到压裂段位置和长度的精准控制，提高压裂改造效果。

技术领域

本发明涉及一种水力压裂系统，属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种智能无限级分段水力压裂系统。

背景技术

煤矿井下定向长钻孔分段压裂技术已经成为煤层瓦斯增透抽采，坚硬顶板强矿压灾害区域治理等强有力支撑。目前井下常用的技术为定向长钻孔裸眼封隔器和不同级别的滑套组合技术，其工作原理是通过高压水促使封隔器与钻孔密封，采用向压裂管柱内投入不同级别的球促使各个直径条件下的压裂滑套打开进行分段压裂作业。

但上述技术存在一些不足之处：

1、限于井下定向长钻孔直径多为96mm或120mm，单孔分级个数受限，导致定向长钻孔治理区域受限，严重影响压裂改造效果。

2、滑套在使用过程中，经常会出现投球未完全密封导致该段压裂失败的问题。而煤矿井下水力压裂注水压力一般达十或数十兆帕，因未设置电子传感器，压力信息接收存在滞后，无法在第一时间内将压力信息反馈至控制室，存在高压喷出伤人等危险。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种智能无限级分段水力压裂系统，包括远程控制中心以及与远程控制中心电连接的电控压裂滑套和导向器；

所述电控压裂滑套的内部设有用于控制压裂滑套本体开关的电控芯片，用于监测压裂管内水压的压力传感器，以及用于监测压裂管内流量的流量传感器；

所述导向器包括柱状体和摄像组件；所述柱状体的下端设有锥形体以及柱状体的侧壁设有沿着径向的安装孔，所述安装孔的开口的两边分别往周向延伸以形成两个台阶面，且两个所述台阶面分别设有沿着轴向的滑槽；

所述安装孔的开口设有适配的弧形挡片，所述弧形挡片的两个竖直侧面分别设有与所述滑槽一一对应的凸条；所述安装孔的开口竖直往下延伸以贯穿部分锥形体，进而在锥形体的外部形成缺口；

所述摄像组件安装于所述安装孔中且摄像组件的摄像端朝外，所述弧形挡片的两个凸条从所述缺口从下往上一一对应地滑入两个滑槽中，进而使弧形挡片将安装孔密封且弧形挡片的外表面与柱状体的外表面在同一个圆周面上。

本发明的有益效果在于：

随着智能化和信息化的发展，智能化生产和生活成为科技发展的需求，本发明实现水力压裂的远程监控和操作，具体是远程控制中心通过通揽钻杆分别与电控芯片、压力传感器、流量传感器和摄像组件电连接，远程控制中心设于地面的控制室内。在地面通过远程控制中心发送命令信号给电控芯片，电控芯片使电控压裂滑套打开或者关闭，实现智能可控压裂施工，无限制级别的分段压裂，提高了压裂钻孔可实现长度，并达到压裂段位置和长度的精准控制，提高压裂改造效果。

压力传感器和流量传感器通过高压通揽压裂管柱在第一时间内将流量和压力信息反馈至地面控制室，避免了信息接收滞后的问题，实现压裂钻孔孔内真实压力及流量等参数的记录，达到压裂效果的有效评价。

成套压裂装置由裸眼智能膨胀封隔器、高压通揽压裂管柱、电控压裂滑套、导向器等组成。其中导向器前端部分设置有摄像组件，其自带电量储存和图像及视频记忆功能，可实现压裂裸眼孔壁信息的实时、精准反馈，可对压裂前钻孔压裂位置进行优选，还可以对压裂后裂缝进行扫描监测。