[发明专利]一种坚硬厚顶煤水力压裂用压—射一体化封隔器装置

说明书

一种坚硬厚顶煤水力压裂用压—射一体化封隔器装置，包括上、下封隔器和节流器，上封隔器包括上封隔器连接管和上封隔器密封胶囊，上封隔器连接管的管壁上贯穿设有被上封隔器密封胶囊包套住的上封隔器注水孔；下封隔器包括封隔器连接管和下封隔器密封胶囊；节流器的一端与上封隔器连接管对接连通，节流器的另一端与下封隔器连接管对接连通，上封隔器连接管上远离节流器的一端管口连接有单向阀，下封隔器连接管上远离节流器的一端管口连接有下封隔器下封头，下封隔器下封头的侧壁上开设有贯穿至下封隔器连接管内的射流孔。本发明结构合理而紧凑、使用方便，减少了井下作业工序，而且提高了放煤作业效率，即减少了工人的工作量。

技术领域

本发明涉及煤层开采设备领域，具体涉及一种坚硬厚顶煤水力压裂用压—射一体化封隔器装置。

背景技术

在煤矿生产过程中，由于开采深度逐渐增加，地应力显著增大，开采煤层上部的顶煤相比于浅层煤层而言更加密实、坚硬，从而造成了依靠矿压难以垮落，掉入放煤口中的难题。目前主要采用水力压裂的工艺技术将顶煤压碎，再在矿压的作用下垮落掉入放煤口，以提高煤炭回收率，以及增大煤矿产量。

针对坚硬厚顶煤而言，仅仅在内部产生几条裂隙，仍然无法满足坚硬厚顶煤垮落掉入放煤口的需求，主要表现在顶煤坚硬，即使进行了分层也无法断裂。目前解决这个难题的方法主要依靠的二次射流压裂，将分层后的坚硬厚顶煤采用水射流的方式进行切割。但采用二次压裂不仅需要大量的物力、人力，还需要浪费大量的时间。因此，要对现有水力压裂装置进行优化改进，以使其一次压裂同时也能够实现二次压裂的效果。

发明内容

基于此，本发明提供了一种坚硬厚顶煤水力压裂用压—射一体化封隔器装置，通过压裂介质压裂和压裂介质射流同步作用，能有效地将坚硬厚顶煤压裂，以满足压裂后的坚硬厚顶煤掉入放煤口的要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种坚硬厚顶煤水力压裂用压—射一体化封隔器装置，其包括上封隔器、下封隔器和节流器，其中：

所述上封隔器包括中空圆柱形的上封隔器连接管以及套设在所述上封隔器连接管的外周管壁上的上封隔器密封胶囊，所述上封隔器连接管的管壁上贯穿设有被所述上封隔器密封胶囊包套住的上封隔器注水孔，所述上封隔器注水孔用于将所述上封隔器连接管内的压裂介质注入所述上封隔器密封胶囊内以使所述上封隔器密封胶囊膨胀；

所述下封隔器包括中空圆柱形的下封隔器连接管以及套设在所述下封隔器连接管的外周管壁上的下封隔器密封胶囊，所述下封隔器连接管的管壁上贯穿设有被所述下封隔器密封胶囊包套住的下封隔器注水孔，所述下封隔器注水孔用于将所述下封隔器连接管内的压裂介质注入所述下封隔器密封胶囊内以使所述下封隔器密封胶囊膨胀；

所述节流器的一端与所述上封隔器连接管对接连通，所述节流器的另一端与所述下封隔器连接管对接连通，所述上封隔器连接管上远离所述节流器的一端管口连接有单向阀，所述下封隔器连接管上远离所述节流器的一端管口连接有下封隔器下封头，所述下封隔器下封头的侧壁上开设有贯穿至所述下封隔器连接管内的射流孔，所述下封隔器下封头用于与外部的压裂介质注入管路连接。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述单向阀包括圆台外壳和封堵圆球，所述圆台外壳开设有与所述上封隔器连接管连通的开孔，所述封堵圆球设置在所述圆台外壳内，当所述上封隔器连接管内的压裂介质产生压力，所述封堵圆球在该压力的推动下封堵住所述圆台外壳上的开孔。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述上封隔器连接管上远离所述节流器的一端管口套连有上封隔器上封头，所述上封隔器连接管通过所述上封隔器上封头与所述单向阀固定连接。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述上封隔器连接管上用于连接所述节流器的管口套连有上封隔器下封头，所述上封隔器连接管通过所述上封隔器下封头与所述节流器固定连接。