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公开(公告)号:CN114166928B
公开(公告)日:2023-09-08
申请号:CN202111412082.7
申请日:2021-11-25
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01N27/70
Abstract: 本发明公开了一种基于电压电流波形图测定煤体致裂范围的方法,适用于等离子体技术领域。该方法包括:对煤层放电;根据电压电流波形获取相关电信号参数;将煤层放电分为首次放电情况和非首次放电情况进行电信号参数的判断,若电信号参数均符合限值要求则将煤层视为成功击穿,否则将煤层视为未击穿;输出击穿结果,继续对煤层放电,重复上述步骤,在煤层击穿成功次数达一定数值,且相关电信号参数值稳定时,结束对煤层的放电。本发明通过分析等离子体放电过程中的电压电流波形图,判断放电区域内的煤层是否被成功击穿,无需实地探查具有高压电危险的现场,判定过程方便快捷,安全高效。
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公开(公告)号:CN112780243A
公开(公告)日:2021-05-11
申请号:CN202011632218.0
申请日:2020-12-31
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一体化强化煤层瓦斯抽采系统以及抽采方法,将脉冲微波发生系统和脉冲水力化系统结合起来,微波的辐射能够降低煤岩抗拉强度,加深脉冲水力切割的缝槽深度,加快割缝速度,缝槽的存在使水力压裂产生的裂纹扩展方向有一定的控制,同时微波辐射对煤体扩孔造隙和水力压裂在缝槽的导向作用下产生的裂隙能够相互扩展贯通,增加了煤层透气性,提高煤层瓦斯抽采量,随着脉冲方向的改变,水力化措施和微波交替作用煤体,裂隙扩展范围更广,避免一直不停的重复水力割缝造成钻头的损伤,每次少量的高压水作用,使微波加热更快,更大程度的避免高压水造成的煤层水锁效应。
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公开(公告)号:CN112392540A
公开(公告)日:2021-02-23
申请号:CN202011301051.X
申请日:2020-11-19
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开的微波辅助预裂与高压脉冲协同的煤层弱化增透装置及方法,涉及煤矿瓦斯防治技术领域。该方法首先在煤层中钻孔,并将微波天线连接在同轴波导管的最内端并送入压裂钻孔;然后打开微波发生器,通过微波天线辐射钻孔;接着向钻孔中注入导电离子溶液,直至浸透煤层;最后通过可调控式电极放电,完成多次脉冲冲击。本发明中微波辐射为导电离子溶液渗入煤层提供渗流通道,导电离子溶液溶解煤中的有机小分子从而产生扩孔造缝的效应,同时通过高压电脉冲对正电极钻孔和负电极钻孔间的煤体进行多次放电击穿,使钻孔间煤体产生大量裂隙,形成可控裂隙区,达到煤层整体卸压弱化的效果,大大提高了煤层孔隙率、渗透率,促进了瓦斯解吸。
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公开(公告)号:CN112392540B
公开(公告)日:2022-02-01
申请号:CN202011301051.X
申请日:2020-11-19
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开的微波辅助预裂与高压脉冲协同的煤层弱化增透装置及方法,涉及煤矿瓦斯防治技术领域。该方法首先在煤层中钻孔,并将微波天线连接在同轴波导管的最内端并送入压裂钻孔;然后打开微波发生器,通过微波天线辐射钻孔;接着向钻孔中注入导电离子溶液,直至浸透煤层;最后通过可调控式电极放电,完成多次脉冲冲击。本发明中微波辐射为导电离子溶液渗入煤层提供渗流通道,导电离子溶液溶解煤中的有机小分子从而产生扩孔造缝的效应,同时通过高压电脉冲对正电极钻孔和负电极钻孔间的煤体进行多次放电击穿,使钻孔间煤体产生大量裂隙,形成可控裂隙区,达到煤层整体卸压弱化的效果,大大提高了煤层孔隙率、渗透率,促进了瓦斯解吸。
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公开(公告)号:CN112412425B
公开(公告)日:2021-11-09
申请号:CN202011301030.8
申请日:2020-11-19
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开的一种电脉冲预制裂缝定向水力压裂一体化的方法,涉及煤矿瓦斯防治技术领域。其方法为:首先利用高压脉冲冲击波对井内煤层的特定位置进行脉冲射压裂孔和多个目标孔,然后安装正、负电极,用电脉冲发生装置不断产生高压电脉冲,使射孔方向的主裂缝不断延伸,最后清水冲洗钻孔并喷涂防水剂,待防水剂凝固后,封孔,水力压裂。本发明结合电脉冲和水力压裂,加入导电离子压裂液对煤岩体性质进行改造,在电脉冲产生的能量波和水压波联合作用下,使煤岩体更容易形成多个水压主裂缝和致裂裂缝带,降低了脉冲击穿电压和高压脉冲的危险性,也增大了钻孔间距,节省钻孔封孔施工工作量,确保压裂效果,安全性好,操作简单方便,具有广泛的实用性。
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公开(公告)号:CN112780243B
公开(公告)日:2022-03-29
申请号:CN202011632218.0
申请日:2020-12-31
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一体化强化煤层瓦斯抽采系统以及抽采方法,将脉冲微波发生系统和脉冲水力化系统结合起来,微波的辐射能够降低煤岩抗拉强度,加深脉冲水力切割的缝槽深度,加快割缝速度,缝槽的存在使水力压裂产生的裂纹扩展方向有一定的控制,同时微波辐射对煤体扩孔造隙和水力压裂在缝槽的导向作用下产生的裂隙能够相互扩展贯通,增加了煤层透气性,提高煤层瓦斯抽采量,随着脉冲方向的改变,水力化措施和微波交替作用煤体,裂隙扩展范围更广,避免一直不停的重复水力割缝造成钻头的损伤,每次少量的高压水作用,使微波加热更快,更大程度的避免高压水造成的煤层水锁效应。
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公开(公告)号:CN114166928A
公开(公告)日:2022-03-11
申请号:CN202111412082.7
申请日:2021-11-25
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01N27/70
Abstract: 本发明公开了一种基于电压电流波形图测定煤体致裂范围的方法,适用于等离子体技术领域。该方法包括:对煤层放电;根据电压电流波形获取相关电信号参数;将煤层放电分为首次放电情况和非首次放电情况进行电信号参数的判断,若电信号参数均符合限值要求则将煤层视为成功击穿,否则将煤层视为未击穿;输出击穿结果,继续对煤层放电,重复上述步骤,在煤层击穿成功次数达一定数值,且相关电信号参数值稳定时,结束对煤层的放电。本发明通过分析等离子体放电过程中的电压电流波形图,判断放电区域内的煤层是否被成功击穿,无需实地探查具有高压电危险的现场,判定过程方便快捷,安全高效。
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公开(公告)号:CN112412425A
公开(公告)日:2021-02-26
申请号:CN202011301030.8
申请日:2020-11-19
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开的一种电脉冲预制裂缝定向水力压裂一体化的方法,涉及煤矿瓦斯防治技术领域。其方法为:首先利用高压脉冲冲击波对井内煤层的特定位置进行脉冲射压裂孔和多个目标孔,然后安装正、负电极,用电脉冲发生装置不断产生高压电脉冲,使射孔方向的主裂缝不断延伸,最后清水冲洗钻孔并喷涂防水剂,待防水剂凝固后,封孔,水力压裂。本发明结合电脉冲和水力压裂,加入导电离子压裂液对煤岩体性质进行改造,在电脉冲产生的能量波和水压波联合作用下,使煤岩体更容易形成多个水压主裂缝和致裂裂缝带,降低了脉冲击穿电压和高压脉冲的危险性,也增大了钻孔间距,节省钻孔封孔施工工作量,确保压裂效果,安全性好,操作简单方便,具有广泛的实用性。
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公开(公告)号:CN112943210A
公开(公告)日:2021-06-11
申请号:CN202110172986.0
申请日:2021-02-08
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明专利涉及本发明公开了一种电脉冲协同超声波的煤层气强化开采方法,适用于煤层气井高效开采。该方法是从地面向煤层施工正电极井筒和负电极井筒,利用超声波发生器产生的弹性效应,扰动正电极井筒和负电极井筒之间的煤层,在煤层内催生出孔裂隙,同时向煤层注满导电离子溶液,利用高压电脉冲放电击穿正电极和负电极之间的煤层,巨大的能量形成冲击波作用于煤层,有效地增加煤层内的裂缝数量并改善裂缝连通性。煤层气在微波和超声波和高压脉冲波的协同作用下向地面井运移,最后抽采煤层气。本发明对改进煤层气的抽采,提高煤矿开采的安全性具有重要的意义。
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