CN108999596B - 一种超临界co2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法 - Google Patents
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Abstract
一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，属于煤矿井下低渗透瓦斯煤层增渗技术领域和***工程领域。该方法在煤岩体中施作钻孔作为***孔和辅助孔；将液态CO2致裂器推送至***孔孔底，检测起爆电路确保其连通；注入泡沫封孔剂/速凝膨胀剂对***孔进行分段，对分段间隔注浆，注浆量按各间隔容积估算；起爆液态CO2致裂器，待***结束后，检测致裂效果和回收致裂器。该方法最大程度上利用了超临界CO2气爆的有限爆能集中一“点”或“面”用于致裂煤岩体，扩大了有效致裂范围或提高了煤岩体破碎率，效果更加显著，且易操作，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下低渗透瓦斯煤层增渗技术领域和***工程领域，尤其是一种超临界 CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法。
背景技术
超临界CO2气爆致裂技术源于1914年美国工程师发明的Cardox技术，它是利用液态CO2加热膨胀所产生的高压气体，进行破裂煤层和岩层的非***的物理***技术。与水力压裂和化学******相比，超临界CO2气爆产生的最大峰值压力介于水力压裂和化学******产生的最大峰值压力之间，既可以避免因压力过高使得***孔周围煤岩体产生粉碎区而消耗大部分有限爆能，也能避免因压力过低而无法达到预期致裂效果。另外，化学******属于高频动载，整个升压和降压过程属于微秒级，而超临界CO2气爆属于中频动载，高压爆能持续时间可维持上百毫秒，这种长持时中频动载更有利于致裂煤岩体。此外，水力压裂属于静载，作用时间比超临界CO2气爆长，而超临界CO2气爆可在短时间内重复用于致裂煤岩体。水力压裂受地应力影响显著，导致其工程适用范围受限，而超临界CO2气爆受地应力影响不显著，并且气爆可在***孔周围沿其径向形成数条裂缝。另外，水力压裂设备复杂，投入成本高，还会对地层或地下水造成污染，而超临界CO2气爆单次投入成本低、致裂器可重复使用上千次、结构简单易操作、环保无污染。最近几年，超临界CO2气爆致裂技术得到了广泛重视，特别是在矿山工程领域，无论是对低渗透瓦斯煤层进行人工增渗还是煤岩体***，均获得了现场工作人员的青睐。
超临界CO2气爆主要是通过高压爆生超临界CO2气体的冲击震裂和气楔压裂两种方式致裂煤岩体，其中，冲击震裂和气楔压裂效果不仅与液态CO2致裂器释放的爆能有关，还受到致裂器与***孔之间空隙的显著影响。致裂器与***孔之间的空隙越大，越不利于将致裂器释放的有限爆能集中发挥用于致裂煤岩体，最终使其致裂效果不佳或***破岩效果不理想。
发明内容
本发明的目的是克服已有超临界CO2气爆致裂技术的不足，提供一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，该方法适用于致裂增渗低渗透瓦斯煤层或***煤岩体。该方法能最大程度上利用超临界CO2气爆有限爆能、增大有效致裂范围或提高煤岩体破碎率、成本低、简单易操作。
本发明的技术方案是一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，包括以下步骤：
步骤1：施作***孔
在煤岩体中施作多个钻孔，所述的钻孔包括***孔和辅助孔；
步骤2：***孔内放置液态CO2致裂器与注浆管
将液态CO2致裂器推送至***孔内，推送时液态CO2致裂器的泄能阀一端朝向***孔孔底，推送后检测起爆电路并确保其连通；
将注浆管的管口伸入到***孔孔底起第一个液态CO2致裂器储能管外壁周围；
步骤3：设置预注浆间隔
在液态CO2致裂器与***孔之间的空隙内，通过注浆管，沿***孔轴线方向，从***孔孔底往***孔孔口，依次向每根液态CO2致裂器储能管两端螺接处，注入泡沫封孔剂或速凝膨胀剂，进而在液态CO2致裂器两端的泡沫封孔剂或速凝膨胀剂之间形成轴向的预注浆间隔；
步骤4：设置CO2点式射流冲击气爆区域
待液态CO2致裂器储能管两端螺接处的泡沫封孔剂或速凝膨胀剂完全固化后，通过注浆管，从***孔孔底向***孔孔口，依次向预注浆间隔中注入速凝膨胀浆体，从而***孔孔底起第一个泡沫封孔剂或速凝膨胀剂和***孔孔底之间的空隙，即为CO2点式射流冲击气爆区域；
步骤5：***孔孔口封孔与起爆致裂器
(1)对***孔孔口起第一根液态CO2致裂器进行固定和***孔孔口注浆封孔；
(2)待速凝膨胀浆体完全凝固后，将***现场人员疏散至***警戒线外，通过***逐排微差或同时起爆液态CO2致裂器；***结束后，检测致裂效果和回收液态CO2致裂器。
所述的步骤1中，所述的***孔根据具体实际工程及其煤岩体的情况，施作为水平、垂直或倾斜中的一种或几种。
所述的步骤1中，当煤岩体为松软煤岩体时，在各个钻孔内下入筛管，防止塌孔。
所述的步骤1中，当为增渗煤岩体时，设置的***孔至其周围临空面的距离＞煤岩体***最小抵抗线；
当为***煤岩体时，所述的***孔至临空面的最短距离＜煤岩体***最小抵抗线。
所述的步骤1中，所述的辅助孔为观测孔、抽采孔或控制孔中的一种或几种；所述的辅助孔平行或非平行设置在***孔周围，且其设置范围至少涵盖气爆有效致裂范围。
所述的步骤2中，当一个***孔内设置多个液态CO2致裂器时，将后续液态CO2致裂器与***孔内液态CO2致裂器首尾串接，之后将串接好的液态CO2致裂器往***孔内推送，推送后再次检测起爆电路并确保其连通；重复上述步骤直至将所有液态CO2致裂器推送至***孔内；
所述的步骤2中，当为增渗煤岩体时，液态CO2致裂器为全埋方式；当为***煤岩体时，液态CO2致裂器为全埋或半埋方式。
所述的步骤3中，所述的两端螺接处为储能管和泄能阀的螺接处、储能管和充装阀的螺接处。
所述的步骤3中，所述的每段预注浆间隔的长度≤每根液态CO2致裂器储能管的长度。
所述的步骤3中，所述的泡沫封孔剂或速凝膨胀剂具有厌氧的特性。
所述的步骤4中，当一个***孔内设置多个液态CO2致裂器时，相邻已注浆间隔之间的空隙，也形成CO2点式射流冲击气爆区域。
所述的步骤4中，所述的速凝膨胀浆体注入量按预注浆间隔的容积估算。
所述的步骤5(1)中，对液态CO2致裂器进行固定和***孔孔口注浆封孔时，根据液态 CO2致裂器的设置情况，分为全埋或半埋；
情况一：当液态CO2致裂器为全埋方式设置时，根据***孔孔口处的情况采用不同的方式进行液态CO2致裂器固定和***孔孔口封孔，方法为以下三种：
第一种：对***孔孔口处无液态CO2致裂器的孔口段直接进行注浆封孔；
第二种：将一根金属杆一端顶住***孔最外侧液态CO2致裂器的充装阀，金属杆另一端设置在***孔孔口外并固定，防止液态CO2致裂器抛出***孔，之后再对***孔孔口与金属杆之间的空隙进行注浆封孔；
第三种：在向***孔推送液态CO2致裂器之前，先将锁链捆绑在液态CO2致裂器的充装阀上，并将锁链锚固在***影响区外的稳定煤岩体内，防止液态CO2致裂器抛飞，之后再对***孔孔口进行注浆封孔；
情况二：当液态CO2致裂器为半埋方式设置时，将锁链捆绑在半埋的液态CO2致裂器的充装阀上，并将锁链锚固在***影响区外的稳定煤岩体内，防止液态CO2致裂器抛飞，之后再对***孔孔口注浆封孔。
上述情况一中，当为增渗煤岩体时，所述的***孔处无液态CO2致裂器的孔口段长度> 煤岩体***最小抵抗线；
上述情况一中，当为增渗煤岩体时，***孔处无液态CO2致裂器的孔口段进行封孔注浆的方法为第一种或第二种；当为***煤岩体时，***孔处无液态CO2致裂器的孔口段进行封孔注浆的方法为第三种。
本发明的一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其有益效果为：
采用上述技术方案，解决了现有超临界CO2气爆致裂技术缺陷，实现了超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体，最大程度上利用了超临界CO2气爆有限能量集中一“点”或“面”用于致裂煤岩体，能够显著提高***范围与破岩效果，扩大有效致裂范围，提高增渗效果，且易操作，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1中超临界CO2点式射流冲击气爆致裂增渗煤体的整体结构示意图；
图2为图1中***孔6的局部放大图；
图3为本发明实施例2中超临界CO2点式射流冲击气爆致裂露天煤层的整体结构示意图；
图4为图3中A-A剖面图；
图5为图3中***孔6的放大图；其中，(a)为半埋，(b)为全埋；
图6为本发明实施例3中超临界CO2点式射流冲击气爆致裂残留顶煤的整体结构示意图；
图7为图6中左立面图；
图8为图6中***孔6的放大图；
图中：
1-采空区，2-煤层，3-回风巷，4-进风巷，5-工作面，6-***孔，7-控制孔/抽采孔/观测孔， 8-液态CO2致裂器，9-泄能阀，10-充装阀，11-储能管，12-泡沫封孔剂或速凝膨胀剂，13-注浆管，14-速凝膨胀浆体，15-导线，16-***，17-临空面，18-锁链，19-锚具，20-煤层底板，21-煤层顶板，22-残留顶煤，S-CO2点式射流冲击气爆区域，D-预注浆间隔，D'-已注浆间隔， L-最外侧***孔至临空面的最短距离。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作详细描述：
实施例1
一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，本实施例为增渗煤体的方法，其具体实施方式，如图1、图2所示：
步骤1.从进风巷(4)和回风巷(3)向煤层(2)依次逐排施作工作面(5)半长且交错布置的顺层钻孔作为***孔(6)、观测孔/抽采孔/控制孔(7)，所施作的***孔(6)至工作面(5)的距离大于煤体***最小抵抗线；
步骤2.采用的液态CO2致裂器(8)一端设置有泄能阀(9)，另一端设置有充装阀(10)，泄能阀(9)和充装阀(10)之间的管体为储能管(11)，所述的液态CO2致裂器(8)设置有连接***(16)的起爆电路导线(15)；
将液态CO2致裂器(8)推送至***孔(6)内，推送时液态CO2致裂器(8)的泄能阀 (9)一端朝向***孔(6)孔底，推送后检测起爆电路并确保其连通；将后续液态CO2致裂器(8)与***孔(6)内液态CO2致裂器(8)首尾串接，之后将串接好的液态CO2致裂器 (8)往***孔(6)内推送，推送后再次检测起爆电路并确保其连通；重复上述步骤直至将所有液态CO2致裂器(8)推送至***孔(6)内，液态CO2致裂器(8)为全埋方式；
将注浆管(13)的管口伸入到***孔(6)孔底起第一个液态CO2致裂器(8)储能管(11) 外壁周围；
步骤3.在液态CO2致裂器(8)和***孔(6)之间的空隙内，通过注浆管(13)，沿***孔(6)轴线方向，从***孔(6)孔底往***孔(6)孔口，依次向每根液态CO2致裂器(8) 储能管(11)和泄能阀(9)螺接处，以及液态CO2致裂器(8)储能管(11)和充装阀(10) 螺接处，注入泡沫封孔剂(12)，进而在液态CO2致裂器(8)两端的泡沫封孔剂(12)之间形成一段轴向的预注浆间隔(D)，最终整个***孔(6)形成多段轴向的预注浆间隔(D)；
步骤4.待液态CO2致裂器(8)储能管(11)两端螺接处的泡沫封孔剂(12)完全固化后，通过注浆管(13)，从***孔(6)孔底往***孔(6)孔口，依次向预注浆间隔(D)内注入速凝膨胀浆体(14)，进而在***孔(6)孔底起第一个泡沫封孔剂(12)和***孔(6)孔底之间的空隙，和相邻已注浆间隔(D')之间的空隙，均形成CO2点式射流冲击气爆区域(S)；
所述速凝膨胀浆体(14)注入量按各预注浆间隔(D)的容积估算；注浆结束后，将注浆管(13)从***孔(6)抽出；
步骤5.重复步骤2、步骤3和步骤4，对其余的***孔(6)进行分段注浆，形成液态CO2致裂器(8)储能管(11)全身长注浆封孔的分段间隔CO2点式射流冲击气爆区域(S)；
步骤6.对所有***孔(6)最外侧长度大于煤体***最小抵抗线且无液态CO2致裂器(8) 的孔口段直接进行注浆封孔；待速凝膨胀浆体(14)完全凝固后，将***现场人员疏散至***警戒线外；然后通过***(16)微差或同时起爆液态CO2致裂器(8)；***结束后，检测致裂效果和回收液态CO2致裂器(8)。
实施例2
一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，本实施例为***露天煤层的方法，其具体实施方式，如图3、图4、图5(b)所示：
步骤1.在露天煤层(2)台阶上依次逐排施作竖直钻孔作为***孔(6)，其排间距根据露天煤层(2)台阶宽度、长度及煤体物理力学性质进行设置，煤层(2)台阶最外侧***孔(6) 至其周围临空面(17)的最短距离(L)小于煤体***最小抵抗线；
步骤2.采用锁链(18)与液态CO2致裂器(8)充装阀(10)捆绑，并通过锚具(19) 将锁链(18)锚固在***影响区外的稳定煤岩体内，防止液态CO2致裂器(8)抛飞，之后将液态CO2致裂器(8)推送至***孔(6)孔底，推送时其泄能阀(9)端部朝向孔底，接着在液态CO2致裂器(8)与***孔(6)之间的空隙内，通过注浆管(13)在液态CO2致裂器(8) 储能管(11)与泄能阀(9)螺接处注入泡沫封孔剂(12)，从而***孔(6)孔口至泡沫封孔剂(12)之间的空隙即为***孔(6)的预注浆间隔(D)，之后检测起爆电路并确保其连通，液态CO2致裂器(8)为全埋方式；
步骤3：通过注浆管(13)向***孔的预注浆间隔(D)内注入速凝膨胀浆体(14)，其注入量按预注浆间隔(D)的容积估算；从而***孔(6)孔底起第一个泡沫封孔剂(12)和***孔(6)孔底之间的空隙，即为CO2点式射流冲击气爆区域(S)。注浆结束后，将封孔浆体的注浆管(13)从***孔(6)抽出；
步骤4.重复步骤2和步骤3，对其余***孔(6)进行注浆封孔；
步骤5.待速凝膨胀浆体(14)完全凝固后，将***现场人员疏散至***警戒线外，按露天煤层(2)台阶从低向高，通过***(16)逐级起爆液态CO2致裂器(8)，且同级台阶的液态CO2致裂器(8)，按距临空面(17)的距离由近至远向台阶内依次逐排微差起爆，***结束后回收液态CO2致裂器(8)。
实施例3
一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，本实施例为***残留顶煤的方法，其具体实施方式，如图6、图7、图8所示：
利用超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤体方法***残留顶煤，其步骤与实施例2基本一致，其不同之处在于步骤1和步骤5。
其中，步骤1为：在残留顶煤(22)中依次逐排施作倾斜钻孔作为***孔(6)，其孔深和间排距分别根据残留顶煤(22)厚度、悬顶长度及煤体物理力学性质进行设置，最外侧***孔(6)至其周围临空面(17)的最短距离小于煤体***最小抵抗线；
步骤5为：待速凝膨胀浆体(14)完全凝固后，将***现场人员疏散至***警戒线外，通过***(16)起爆液态CO2致裂器(8)，且按距临空面(17)的距离由近至远向残留顶煤(22)内部依次逐排微差起爆，***结束后回收液态CO2致裂器(8)。
实施例4
一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，本实施例为***露天煤层的方法，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于：
步骤2，液态CO2致裂器(8)的设置方式如图5(a)所示，液态CO2致裂器(8)为半埋，其采用锁链(18)与液态CO2致裂器(8)充装阀(10)捆绑，并通过锚具(19)将锁链 (18)锚固在***影响区外的稳定煤岩体内，防止液态CO2致裂器抛飞。
实施例5
一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，本实施例为增渗煤体的方法，其具体实施方式，同实施例1，不同之处在于：
以速凝膨胀剂替代实施例1中的泡沫封孔剂。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：施作***孔
在煤岩体中施作多个钻孔，所述的钻孔包括***孔和辅助孔；
步骤2：***孔内放置液态CO2致裂器与注浆管
将液态CO2致裂器推送至***孔内，推送时液态CO2致裂器的泄能阀一端朝向***孔孔底，推送后检测起爆电路并确保其连通；
将注浆管的管口伸入到***孔孔底起第一个液态CO2致裂器储能管外壁周围；
步骤3：设置预注浆间隔
在液态CO2致裂器与***孔之间的空隙内，通过注浆管，沿***孔轴线方向，从***孔孔底往***孔孔口，依次向每根液态CO2致裂器储能管两端螺接处，注入泡沫封孔剂或速凝膨胀剂，进而在液态CO2致裂器两端的泡沫封孔剂或速凝膨胀剂之间形成轴向的预注浆间隔；
步骤4：设置超临界CO2点式射流冲击气爆区域
待液态CO2致裂器储能管两端螺接处的泡沫封孔剂或速凝膨胀剂完全固化后，通过注浆管，从***孔孔底向***孔孔口，依次向预注浆间隔中注入速凝膨胀浆体，从而***孔孔底起第一个泡沫封孔剂或速凝膨胀剂和***孔孔底之间的空隙，即为超临界CO2点式射流冲击气爆区域；
步骤5：***孔孔口封孔与起爆致裂器
(1)对***孔孔口起第一根液态CO2致裂器进行固定和***孔孔口注浆封孔；
(2)待速凝膨胀浆体完全凝固后，将***现场人员疏散至***警戒线外，通过***逐排微差或同时起爆液态CO2致裂器；***结束后，检测致裂效果和回收液态CO2致裂器。
2.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的***孔根据具体实际工程及其煤岩体的情况，施作为水平、垂直或倾斜中的一种或几种；
所述的步骤1中，所述的辅助孔为观测孔、抽采孔或控制孔中的一种或几种；所述的辅助孔平行或非平行设置在***孔周围，且其设置范围至少涵盖气爆有效致裂范围；
所述的步骤1中，当煤岩体为松软煤岩体时，在各个钻孔内下入筛管。
3.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤1中，当为增渗煤岩体时，设置的***孔至其周围临空面的距离＞煤岩体***最小抵抗线；
当为***煤岩体时，所述的***孔至临空面的最短距离＜煤岩体***最小抵抗线。
4.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤2中，当一个***孔内设置多个液态CO2致裂器时，将后续液态CO2致裂器与***孔内液态CO2致裂器首尾串接，之后将串接好的液态CO2致裂器往***孔内推送，推送后再次检测起爆电路并确保其连通；重复上述步骤直至将所有液态CO2致裂器推送至***孔内。
5.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤2中，当为增渗煤岩体时，液态CO2致裂器为全埋方式；当为***煤岩体时，液态CO2致裂器为全埋或半埋方式。
6.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤3中，所述的每段预注浆间隔的长度≤每根液态CO2致裂器储能管的长度；
所述的步骤3中，所述的泡沫封孔剂或速凝膨胀剂具有厌氧的特性。
7.如权利要求1或4所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤4中，当一个***孔内设置多个液态CO2致裂器时，相邻已注浆间隔之间的空隙，也形成超临界CO2点式射流冲击气爆区域。
8.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤4中，所述的速凝膨胀浆体注入量按预注浆间隔的容积估算。
9.如权利要求1所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的步骤5(1)中，对液态CO2致裂器进行固定和***孔孔口注浆封孔时，根据液态CO2致裂器的设置情况，分为全埋或半埋；
情况一：当液态CO2致裂器为全埋方式设置时，根据***孔孔口处的情况采用不同的方式进行液态CO2致裂器固定和***孔孔口封孔，方法为以下三种：
第一种：对***孔孔口处无液态CO2致裂器的孔口段直接进行注浆封孔；
第二种：将一根金属杆一端顶住***孔最外侧液态CO2致裂器的充装阀，金属杆另一端设置在***孔孔口外并固定，防止液态CO2致裂器抛出***孔，之后再对***孔孔口与金属杆之间的空隙进行注浆封孔；
第三种：在向***孔推送液态CO2致裂器之前，先将锁链捆绑在液态CO2致裂器的充装阀上，并将锁链锚固在***影响区外的稳定煤岩体内，防止液态CO2致裂器抛飞，之后再对***孔孔口进行注浆封孔；
情况二：当液态CO2致裂器为半埋方式设置时，将锁链捆绑在半埋的液态CO2致裂器的充装阀上，并将锁链锚固在***影响区外的稳定煤岩体内，防止液态CO2致裂器抛飞，之后再对***孔孔口进行注浆封孔。
10.如权利要求9所述的超临界CO2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法，其特征在于，所述的情况一中，当为增渗煤岩体时，所述的***孔处无液态CO2致裂器的孔口段长度>煤岩体***最小抵抗线；
所述的情况一中，当为增渗煤岩体时，***孔处无液态CO2致裂器的孔口段进行封孔注浆的方法为第一种或第二种；当为***煤岩体时，***孔处无液态CO2致裂器的孔口段进行封孔注浆的方法为第三种。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010059908A1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | James Kenneth Sanders | Methods for increasing oil production |
| CN102226675A (zh) * | 2011-06-13 | 2011-10-26 | 李光武 | 增压引爆高压气体或和液体或超临界流体的***装置 |
| CN103982168A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-08-13 | 中北大学 | 井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置及其方法 |
| CN104500019A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-04-08 | 辽宁工程技术大学 | 一种促进瓦斯抽采的强化增透方法 |
| CN104763427A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-07-08 | 太原理工大学 | 一种超临界co2预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 |
| CN105625946A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-06-01 | 中国石油大学(北京) | 煤层气水平井超临界co2射流造腔及多段同步爆燃压裂方法 |
| CN105888624A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-24 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 二氧化碳相变煤层致裂导向射孔装置及防突与防冲方法 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010059908A1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | James Kenneth Sanders | Methods for increasing oil production |
| CN102226675A (zh) * | 2011-06-13 | 2011-10-26 | 李光武 | 增压引爆高压气体或和液体或超临界流体的***装置 |
| CN103982168A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-08-13 | 中北大学 | 井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置及其方法 |
| CN104500019A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-04-08 | 辽宁工程技术大学 | 一种促进瓦斯抽采的强化增透方法 |
| CN104763427A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-07-08 | 太原理工大学 | 一种超临界co2预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 |
| CN105625946A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-06-01 | 中国石油大学(北京) | 煤层气水平井超临界co2射流造腔及多段同步爆燃压裂方法 |
| CN105888624A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-24 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 二氧化碳相变煤层致裂导向射孔装置及防突与防冲方法 |
| CN106285609A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-04 | 重庆大学 | 一种高瓦斯低渗煤层液态二氧化碳相变致裂石门揭煤方法 |
Non-Patent Citations (1)
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| 井下液态CO2***增透工业试验研究;周西华等;《中国安全生产科学技术》;20150930;第11卷(第9期);76-82 * |
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