[发明专利]自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂方法

摘要

一种自动储能高压注液CO₂相变脉冲煤岩体致裂方法是液态CO₂通过高压储液控温罐注入液态CO₂进入高压注液缸和相变室，相变室内的液态CO₂受热相变压力升高，气态CO₂进入储能室自动储能和煤岩致裂室致裂；相变室内CO₂气体的压力降低时，高压CO₂气体进入高压注液缸腔推动活塞驱赶剩余的CO₂气体，并进入煤岩致裂室进行二次致裂，重复上述“注液‑油浴加热‑相变‑储能‑致裂”循环，实现连续脉冲高压射流致裂。本方法实现了连续脉冲高压射流致裂，延长了致裂作用时间，扩大了致裂作用范围，改善了致裂效果，适用于煤、岩石、混凝土、土壤、冻结物等固体材料快速、高效的致裂。

主权项

1.一种自动储能高压注液CO2相变脉冲煤岩体致裂方法，所述煤岩体致裂方法是按下列步骤进行的：（一）供液系统的供液方法：开启真空泵（13）对高压储液控温罐（1）抽真空，后启动液体增压泵（11）和冷却箱（12）向高压储液控温罐（1）注入压缩液态CO2，压力传感器（17）、温度传感器（20）和采集控制系统自动监测高压储液控温罐（1）的温度和压力，通过液体增压泵（11）和冷却箱（12），保持高压储液控温罐（1）的温度在‑5℃~5℃、压力在10MPa~15MPa范围内；（二）自动储能高压注液系统的自动储能高压注液方法：高压储液控温罐（1）内低温压缩的液态CO2进入高压注液缸（2）的右腔和相变室（3），油浴（31）加热，相变室（3）内的液态CO2受热相变压力升高到80MPa时，相变室（3）内的气态CO2进入储能室（4），储能室（4）内的压力升高到80MPa后停止，完成自动储能；油浴（31）继续加热，相变室（3）的压力继续升高，当压力达到100MPa时，油浴（31）停止加热，高压CO2气体经由管路进入致裂室（5）或者致裂孔（6）致裂实验试样（33）或者煤岩体层（34）；相变室（3）内CO2气体的压力降低至15MPa时，储能室（4）内储存的80Mpa高压CO2气体经由管路进入高压注液缸（2）的左腔，快速推动活塞向右移动，使高压注液缸（2）右腔内的液态CO2进入相变室（3），驱赶相变室（3）内剩余的CO2气体进入致裂室（5）或者致裂孔（6），进行二次致裂，同时防止相变室（3）内的剩余气体占据空间影响注液量；高压注液缸（2）内的活塞移动至右端，储能室（4）内压力降低至20MPa时，完成自动注液；释放高压注液缸（2）内气态CO2，高压储液控温罐（1）内经过加压的液态CO2再次进入高压注液缸（2）的右腔，使其液体压力达到15MPa；重复上述“注液‑油浴加热‑相变‑储能‑致裂”循环，实现连续脉冲高压射流致裂。