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1、水力压裂操作规程第一条系统组成 高压水力压裂系统由乳化泵、水箱、水表、压力表、高压管、封 孔器及相关装置连接接头等组成。图2 水力压裂系统装置连接示意图水管注:设备之间的连接必须保证密封无泄漏,且应实现快速连接。第二条压裂时间压裂时间与注水压力、注水量等参数密切相关,注水压力、流速 不同,相同条件下达到同样效果的注水时间也不同。注水过程中,煤 体被逐渐压裂破坏,各种孔裂隙不断沟通,高压水在已沟通的裂隙间 流动,注水压力及注水流量等参数不断发生着变化,注水时间可根据 注水过程中压力及流量的变化来确定,当注水泵压降为峰值压力的 30%左右,可以作为注水结束时间。第三条工艺流程1. 先施工 4 个效
2、果考察钻孔,施工完成后立即进行封孔,将其接 入抽放系统,抽放队安排测流员收集效果考察钻孔浓度、负压,并进 行计量。2. 在施工1 个压裂钻孔,压裂钻孔施工到位后,立即进行封孔,3. 所有钻孔封孔完成并凝固24 小时后,开始进行高压水力压裂, 压裂时一旦出现效果考察孔有水流出时,立即关闭高压闸门,直至乳 化泵的水箱内水位不再下降时停止压裂。4. 压裂过程实施完成后,由抽放队测流员每天收集压裂钻孔和效 果考察钻孔的数据,并计算瓦斯抽放量。5. 高压水力压裂流程图,如下所示:第四条 压裂步骤在注水的前期,注水压力和注水流量呈线性升高;随后,注水压 力与流量反向变化,并呈波浪状。这直观反映出了在注水初
3、期,具有 一定压力和流速的压力水通过钻孔进入煤体裂隙,克服裂隙阻力运 动;随后,当压裂液充满现有裂隙后,水流动受到阻碍,由于煤体渗 透性较低,水流量降低,压力增高而积蓄势能;当积蓄的势能足以破 裂煤体形成新的裂隙时,势能转化为动能,压力降低,水流速增加; 当压力液携带煤泥堵塞裂隙时,煤体渗透性降低,水难以流动使流量 下降,压力上升。压裂实施过程中,按照如下步骤实施:1. 同时打开井下高压泵水箱的水闸门与注水孔口的闸门;2. 启动高压注水泵,然后采用动压注水压裂;3. 当乳化泵压力急剧上升或水箱内水位不在下降时,立即停止压 力。启泵时压力选为20MPa,调节控压闸门,每5min升压2MPa,泵
4、压达到28MPa以上,稳定20min后,若压力迅速下降,说明已开始压 裂;继续注水10min钟,水压不再上升,此时停泵,关闭卸压阀,压 裂程序结束。若从开泵开始,压力持续上升,则说明未压裂,并持续 加压至30MPa后压力仍不下降或稳定,说明煤体未被压裂,此时停止 压裂工作,分析原因,重新考虑制定措施、方案。第五条 水力压裂施钻规定1. 每班施钻前必须先检查撤退路线是否畅通、安全设施是否完 好,若有一样不符合规定,当班禁止施工(当班班长负责,安瓦员监 督)。2. 施钻当班负责人必须携带便携式瓦斯报警仪,并将其吊挂在距 施钻地点回风侧 5m 范围内,当瓦斯浓度达到 0.9%时,必须立即停止 作业。
5、当瓦斯浓度达到 1.0%时,必须立即停止作业、切断电源、撤 出人员至+。新鲜风流中,并向施工队、矿调度室及总工汇报请示处 理。3. 在施钻过程中若出现喷孔、卡钻、顶钻、吸钻、抱钻、响煤炮、 瓦斯忽大忽小、瓦斯持续上升、矿压显现、异常气味等现象时,必须 立即停止作业、切断电源、撤出人员至地面,并向矿总工汇报请示处 理。4. 钻孔施工应按以下原则进行:钻孔要严格按照设计要求进行施 工,并保证钻孔平直、孔形完整。钻孔施工好后,立即清洗钻孔,保 证钻孔畅通。在钻孔施工中,要准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻 孔开始见煤长度及钻孔在煤层中的长度,钻孔开钻时间、见煤时间及 钻毕时间等。5. 乳化泵站要安排专
6、职司机操作,司机必须经过培训,持证上岗, 掌握设备性能及安全措施,且操作熟练、责任心强,在压裂过程中密 切关注液压泵泵箱水位,防止排空,如供水不及时或出现紧急情况时, 必须立即停泵。泵站司机必须严格按指令进行操作。6. 开液压泵之前必须检查各高压管连接情况,必须做到配件完 好、连接牢靠;开启液压泵后必须观察各接连头的卸漏情况,特别是 在高压开启之前人员不能正对有可能卸漏的各处连接头,防止高压水 伤人。7. 对钻孔进行压裂试验过程中,高压水的流量小于 10L/min 或压 力瞬时失压时应立即停止压裂试验。8. 乳化泵停机后,当压力表指示降到0MPa,方可在泵站打开卸 压阀门放水卸压,预防钻孔高强度喷孔。压裂孔口外设置三通并安装 卸压阀门。9. 压裂结束 30 分钟,经专人检查确认无异常情况后,方可宣布 压裂工作结束并通知调度室,由调度室通知相关施工单位恢复电源和 正常工作,允许人员进入。10. 在进行压裂试验过程中,严禁任何平行作业。