矿井钻孔预裂装置、方法和系统与流程

1.本技术涉及矿井开采技术领域，尤其涉及一种矿井钻孔预裂装置、方法和系统。


背景技术：

2.相关技术中，通常采用双端封堵水力压裂技术或者定向水力压裂技术对钻孔进行预裂处理，但双端封堵水力压裂技术和定向水力压裂技术的施工工序复杂，需要多次拆卸钻杆，且双端封堵水力压裂技术需要的起裂压力较高。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种矿井钻孔预裂装置、方法和系统。可以通过将高压液体从射流器中喷出对周围岩壁进行切割，并使用可在高压液体压迫下膨胀的膨胀胶囊对岩壁进行预裂。
4.第一方面，本技术实施例提供一种矿井钻孔预裂装置，包括：封隔控制器、预裂模块和引流器，其中，所述预裂模块包括多个封隔器和至少一个射流器，每两个所述封隔器之间设置有所述射流器；所述封隔控制器的一端与所述预裂模块中首部封隔器的一端连接；其中，所述封隔控制器将流入所述装置的高压液体经所述射流器喷出以对需要进行预裂的矿井钻孔进行切缝及预裂，并将所述高压液体流入所述封隔器，使所述封隔器膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域；所述引流器的一端与所述预裂模块中尾部封隔器的一端，所述引流器用于在所述岩体开裂后将所述高压液体流出所述装置。
5.在该技术方案中，可以通过将高压液体从射流器中喷出对周围岩壁进行切割，并使用可在高压液体压迫下膨胀的膨胀胶囊对岩壁进行预裂。
6.在一种实现方式中，所述封隔器包括膨胀胶囊和中心管，所述射流器上开设有第一通孔、第二通孔和第三通孔，其中，所述中心管设置于所述膨胀胶囊内部；所述中心管的外表面与所述膨胀胶囊的内表面之间形成空腔；相邻两个所述封隔器的所述中心管通过所述第一通孔连通；相邻两个所述封隔器的所述空腔通过所述第二通孔连通；所述第一通孔的内表面与所述射流器的外表面通过所述第三通孔连通；所述第三通孔内设置有可受压开启的第一控制阀。
7.在一种可选地实现方式中，所述膨胀胶囊通过锁头分别与所述封隔控制器、所述射流器和所述引流器连接，所述锁头包括管箍、第一辅助回力弹簧和滑动底托，其中，所述管箍与所述滑动底托连接；所述第一辅助回力弹簧的一端分别与所述封隔控制器、所述射流器和所述引流器连接；所述第一辅助回力弹簧的另一端与所述滑动底托连接；所述滑动底托与所述管箍与之间夹接有所述膨胀胶囊的端部。
8.在一种可选地实现方式中，所述封隔控制器上开设有第四通孔和第五通孔，其中，所述第四通孔与所述首部封隔器的中心管连通；所述第五通孔的一端与所述首部封隔器的空腔连通；所述第五通孔的另一端与所述第四通孔连通；所述第五通孔内设置有可受压开启的第二控制阀。
9.在一种可选地实现方式中，所述引流器上开设有第六通孔和第七通孔，其中，所述第六通孔与所述尾部封隔器的中心管连通；所述第七通孔的一端与所述尾部封隔器的空腔连通；所述第七通孔的另一端与所述引流器的外表面连通；所述第七通孔内设置有可受压关闭的第三控制阀。
10.在一种实现方式中，所述装置还包括转接头和刮壁模块，其中，所述转接头的一端可与注液钻杆连接，所述注液钻杆中的所述高压液体可经所述转接头流入所述装置；所述转接头的另一端与所述封隔控制器的另一端连接；所述引流器的另一端与所述刮壁模块连接。
11.在该技术方案中，可以实现在钻孔作业中，不退出钻杆的情况下完成钻孔内射流切割作业与封控压裂作业，实现“钻-切-裂”的一体化与流程化。
12.在一种可选地实现方式中，所述刮壁模块包括刮壁刀和刮壁钻头和，其中，所述刮壁刀设置于所述刮壁钻头的外表面；所述刮壁钻头上开设有第八通孔；所述第八通孔与所述引流器连通；所述第八通孔中设置有可受压关闭的第四控制阀。
13.第二方面，本技术实施例提供一种矿井钻孔预裂方法，其特征在于，所述方法基于如第一方面所述的矿井钻孔预裂装置实现，所述方法包括：在所述装置到达钻孔中需进行预裂的预裂位置时，向所述中心管中持续注入高压液体；控制所述高压液体的压力，使所述第四控制阀关闭，所述第一控制阀开启，从而使所述高压液体从所述射流器中喷出，并旋转所述装置使所述钻孔内形成径向裂缝；停止旋转所述装置，继续控制所述高压液体的压力以压迫所述第二控制阀开启，从而使高压液体进入所述预裂模块，所述膨胀胶囊受压膨胀压迫钻孔周围的岩体开裂；停止注入所述高压液体，使所述第一控制阀和所述第二控制阀关闭，所述第三控制阀和所述第四控制阀开启，从而使所述矿井钻孔预裂装置中的高压液体排出，完成矿井钻孔预裂。
14.在一种实现方式中，在所述将矿井钻孔预裂装置置于需进行预裂的矿井钻孔中之前，所述方法还包括：使用所述刮壁模块在矿井中进行钻孔作业，得到所述需进行预裂的矿井钻孔。
15.第三方面，本技术实施例提供一种矿井钻孔预裂系统，其特征在于，包括：如第一方面所述的矿井钻孔预裂装置；与所述矿井钻孔预裂装置相连的注液钻杆；与所述注液钻杆相连的高压泵组。
16.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
17.附图用于更好地理解本方案，不构成对本技术的限定。其中：
18.图1是本技术实施例提供的一种矿井钻孔预裂装置的结构示意图；
19.图2是本技术实施例提供的另一种矿井钻孔预裂装置的结构示意图；
20.图3是本技术实施例提供的又一种矿井钻孔预裂装置的结构示意图；
21.图4是本技术实施例提供的一种矿井钻孔预裂方法的示意图；
22.图5是本技术实施例提供的一种矿井钻孔预裂系统的示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图对本技术的示范性实施例做出说明，其中包括本技术实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
24.其中，本技术中涉及的第一、第二等各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本技术实施例的范围，也不表示先后顺序。
25.需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.请参见图1，图1是本技术实施例提供的一种矿井钻孔预裂装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括封隔控制器11、预裂模块12和引流器13。其中，预裂模块包括多个封隔器121和至少一个射流器122，每两个封隔器121之间设置有射流器122；封隔控制器11的一端与预裂模块12中首部封隔器121的一端连接。
27.需要说明的是，在本技术的实施例中，以预裂模块12包括两个封隔器121和一个射流器122为例。
28.其中，封隔控制器11将流入装置的高压液体经射流器122喷出以对需要进行预裂的矿井钻孔进行切缝和预裂，并将高压液体流入封隔器121，使封隔器121膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域；引流器13的一端与预裂模块12中尾部封隔器121的一端，引流器13用于在岩体开裂后将高压液体流出装置。
29.在一种实现方式中，封隔器121包括膨胀胶囊1211和中心管1212，射流器122上开设有第一通孔1221、第二通孔1222和第三通孔1223，其中，中心管1212设置于膨胀胶囊1211内部；中心管1212的外表面与膨胀胶囊1211的内表面之间形成空腔；相邻两个封隔器121的中心管1212通过第一通孔1221连通；相邻两个封隔器121的空腔通过第二通孔1222连通；第一通孔1221的内表面与射流器122的外表面通过第三通孔1223连通；第三通孔1223内设置有可受压开启的第一控制阀1224。
30.举例而言，膨胀胶囊1211的一端与封隔控制器11或者引流器13连接，膨胀教案能够的另一端与射流器122连接；膨胀胶囊1211为中空结构，从而中心管1212可以设置于膨胀胶囊1211的内部，每个中心管1212两端连接的部件与该中心管1212所处膨胀胶囊1211的两端所连接的部件相同，从而每个中心管1212的外表面与该中心管1212所处膨胀胶囊1211的内表面之间形成一个空腔(即图1中所示的区域b)；相邻两个封隔器121的中心管1212通过两个封隔器121之间射流器122上开设的第一通孔1221连通；相邻两个封隔器121的空腔通过两个封隔器121之间射流器122上开设的第二通孔1222连通；第一通孔1221的内表面与射流器122的外表面通过第三通孔1223连通；第三通孔1223内设置有第一控制阀1224，该第一控制阀1224可在承受的压力大于或等于第一压力阈值时自动开启。
31.作为一种示例，第一压力阈值可以为5mpa(million pascal，百万兆帕)。
32.在本技术的一些实施例中，膨胀胶囊1211的最外层为外胶层，该外胶层应具备一定的抗磨性能，并且膨胀率大于或等于20％，多次膨胀后永久变形率需小于5％，额定工作
压力大于或等于70mpa。
33.在本技术的一些实施例中，中心管1212的材质可以选用r780地质刚及以上高强度材料，且壁厚不低于100mm(millimeter，毫米)，以保证中心管1212的承压能力。
34.在一种可选地实现方式中，膨胀胶囊1211通过锁头分别与封隔控制器11、射流器122和引流器13连接。作为一种示例，请参见图2，图2是本技术实施例提供的另一种矿井钻孔预裂装置的结构示意图。图2中所示的区域即为图1中所示的区域a。如图2所示，锁头包括管箍21、第一辅助回力弹簧22、和滑动底托23，其中，管箍21与滑动底托23连接；第一辅助回力弹簧22的一端分别与封隔控制器11、射流器122和引流器13连接；第一辅助回力弹簧22的另一端与滑动底托23连接；滑动底托23与管箍21与之间夹接有膨胀胶囊1211的端部。
35.可以理解的是，管箍21的一端与滑动底托23的一端连接，第一辅助回力弹簧22的一端根据实际连接情况分别与封隔控制器11、射流器122和引流器13连接，第一辅助回力弹簧22的另一端与滑动底托23，滑动底托23根据实际连接情况分别在封隔控制器11、射流器122和引流器13上滑动，且分别与封隔控制器11、射流器122和引流器13保持密封，以防止高压液体泄漏；滑动底托23与管箍21与之间夹接有膨胀胶囊1211的端部；从而当膨胀胶囊1211受压发生膨胀后，带动管箍21和滑动底托23平移。
36.作为一种示例，请参见图3，图3是本技术实施例提供的又一种矿井钻孔预裂装置的结构示意图。该示意图中所示的矿井钻孔预裂装置处于预裂工作状态。如图3所示，当矿井钻孔预裂装置处于预裂工作状态时，膨胀胶囊1211受压发生膨胀，带动管箍21和滑动底托23平移，滑动底托拉动第一辅助回力弹簧22拉伸。
37.在本技术的一些实施例中，滑动底托与分别与封隔控制器11、射流器122和引流器13之间设置有滑动密封垫。
38.在一种可选地实现方式中，封隔控制器11上开设有第四通孔111和第五通孔112，其中，第四通孔111与首部封隔器121的中心管1212连通；第五通孔112的一端与首部封隔器121的空腔连通；第五通孔112的另一端与第四通孔111连通；第五通孔112内设置有可受压开启的第二控制阀113。
39.举例而言，封隔控制器11上开设有第四通孔111和第五通孔112，第四通孔111与位于预裂模块12首部的封隔器121的中心管1212连通，从而流入封隔控制器11的高压液体可以通过第四通孔111流入首部封隔器121的中心管1212中；第五通孔112的一端与位于预裂模块12首部的封隔器121的空腔连通，从而流入封隔控制器11的高压液体可以通过第五通孔112流入首部封隔器121的空腔中；第五通孔112内设置有第二控制阀113，该第二控制阀113可在承受的压力大于或等于第二压力阈值时自动开启。
40.需要说明的是，在本技术的实施例中，第二压力阈值大于第一压力阈值。
41.作为一种示例，第二压力阈值可以为45mpa。
42.在一种可选地实现方式中，引流器13上开设有第六通孔131和第七通孔132，其中，第六通孔131与尾部封隔器121的中心管1212连通；第七通孔132的一端与尾部封隔器121的空腔连通；第七通孔132的另一端与引流器13的外表面连通；第七通孔132内设置有可受压关闭的第三控制阀133。
43.举例而言，引流器13上开设有第六通孔131和第七通孔132，第六通孔131与位于预裂模块12尾部的封隔器121的中心管1212密封连通，从而尾部封隔器121的中心管1212中的
高压液体能够流入引流器13；第七通孔132的一端与位于预裂模块12尾部的封隔器121的空腔连通，第七通孔132的另一端与引流器13的外表面连通，第七通孔132内设置有第三控制阀133，该第三控制阀133可在承受的压力大于或等于第三压力阈值时自动关闭，从而当高压液体经第二控制阀流入空腔、第二通孔1222和第五通孔112时，空腔、第二通孔1222和第五通孔112中的空气经第七通孔132排出，并在高压液体充满空腔、第二通孔1222和第五通孔112后，且高压液体的压力大于第三阈值时使第三控制阀133关闭。
44.其中，在本技术的实施例中，第三压力阈值大于第二压力阈值，从而在停止向装置中注入高压液体后，当装置内液体的压力下降至小于第二压力阈值时，第二控制阀113关闭第三控制阀133开启，使空腔、第二通孔1222和第五通孔112中残留的液体从第三控制阀中流出装置。
45.作为一种示例，第三压力阈值可以为46mpa。
46.在一种实现方式中，上述装置还包括转接头14和刮壁模块15，其中，转接头14的一端可以与注液钻杆连接，注液钻杆中的高压液体可经转接头14流入装置；转接头14的另一端与封隔控制器11的另一端连接；引流器13的另一端与刮壁模块15连接。
47.举例而言，上述装置可以通过转接头14与注液钻杆连接，从而在注液钻杆带动刮壁模块进行钻孔作业，并在钻孔过程中或者钻孔完成后将注入注液钻杆的高压液体导入矿井钻孔预裂装置，以使用该高压液体进行钻孔预裂，从而实现在钻孔作业中，不退出钻杆的情况下完成钻孔内射流切割作业与封控压裂作业，实现“钻-切-裂”的一体化与流程化。
48.在一种可选地实现方式中，刮壁模块15包括刮壁刀151和刮壁钻头152和，其中，刮壁刀151设置于刮壁钻头152的外表面；刮壁钻头152上开设有第八通孔153；所述第八通孔153与所述引流器13连通；所述第八通孔153中设置有可受压关闭的第四控制阀154。
49.举例而言，第四控制阀154与第二辅助回力弹簧154连接；第二辅助回力弹簧154与第八通孔153的表面连接；第八通孔153与引流器13的第六通孔131连通，从而当高压液体由第六通孔131流入第八通孔153时使第四控制阀154受力关闭，从而使第八通孔153密封，防止高压液体从第八通孔153中流出装置；在停止向装置中注入高压液体后，第四控制阀154可在第二辅助回力弹簧154的作用下开启，使高压液体经第八通孔153流出装置。
50.其中，在本技术的实施例中，第四压力阈值需大于矿井水压。
51.作为一种示例，矿井井下水压一般为2mpa～4mpa，则第四压力阈值可以为5mpa。
52.请参见图4，图4是本技术实施例提供的一种矿井钻孔预裂方法的示意图。该方法基于本技术任一实施例提供的矿井钻孔预裂装置实现。如图4所示，该方法可以包括但不限于以下步骤：
53.步骤s401：在装置到达钻孔中需进行预裂的预裂位置时，向中心管中持续注入高压液体。
54.步骤s402：增大高压液体的压力，使第四控制阀关闭，第一控制阀开启，从而使高压液体从射流器中喷出，并旋转装置使钻孔内形成径向裂缝。
55.举例而言，增大高压液体的压力，使高压液体的当前压力大于第一压力阈值且小于第二压力阈值从而使第一控制阀开启，高压液体从射流器中喷出形成高压水线，同时旋转装置使高压水线对钻孔进行切割，形成径向裂缝。
56.步骤s403：停止旋转装置，继续增大高压液体的压力以压迫第二控制阀开启，从而
使高压液体进入预裂模块，膨胀胶囊受压膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域。
57.举例而言，径向裂缝切割完成后停止旋转装置，增大高压液体的压力使高压液体的当前压力大于第二压力阈值，第二控制阀开启高压液体进入预裂模块中膨胀胶囊和中心管之间的空腔中，使空气经第三控制阀排出，之后第三控制阀关闭，膨胀胶囊受压膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域，径向裂缝在射流器喷出的高压液体的作用下进一步开裂，形成大面积的压裂裂隙。
58.步骤s404：停止注入高压液体，使第一控制阀和第二控制阀关闭，第三控制阀和第四控制阀开启，从而使矿井钻孔预裂装置中的高压液体排出，完成矿井钻孔预裂。
59.举例而言，停止向装置内注入高压液体，使装置内残留的高压液体压力下降，从而使第一控制阀和第二控制阀关闭，第三控制阀和第四控制阀开启，高压液体经第六通孔和第八通孔排出装置，完成矿井钻孔预裂。
60.通过实施本技术实施例，可以通过调节注入装置的高压液体的压力，控制高压液体从射流器中喷出对周围岩壁进行切割，并使用可在高压液体压迫下膨胀的膨胀胶囊对岩壁进行预裂。以快速，边界的完成对钻孔周围岩壁的预裂。
61.在本技术的一些实施例中，在将矿井钻孔预裂装置置于需进行预裂的矿井钻孔中之前，上述方法还包括：使用刮壁钻头在矿井中进行钻孔作业，得到需进行预裂的矿井钻孔。
62.作为一种示例，将上述装置通过转接头与注液钻杆连接，使注液钻杆带动刮壁模块进行钻孔作业，并在钻孔深度达到设计钻孔中需进行钻孔预裂的最浅预裂位置时按照前述方法进行钻孔预裂，钻孔预裂完成后再次进行钻孔作业，并在钻孔深度达到相邻的下一预裂位置时再次按照前述方法进行钻孔预裂，重复上述步骤直至钻孔深度达到设计深度。
63.作为另一种示例，将上述装置通过转接头与注液钻杆连接，注液钻杆带动刮壁模块按照设计深度完成钻孔施工作业并停钻，将上述装置从钻孔中退出至钻孔中需进行钻孔预裂的最深预裂位置，并按照前述方法进行钻孔预裂，之后将上述装置继续退出至下一相邻的预裂位置并按照前述方法进行钻孔预裂，重复上述步骤直至在钻孔中所有的预裂位置完成钻孔预裂。
64.通过实施本技术实施例，可以实现在钻孔作业中，不退出钻杆的情况下完成钻孔内射流切割作业与封控压裂作业，实现“钻-切-裂”的一体化与流程化。
65.基于本技术的实施例，本技术还提供了一种矿井钻孔预裂系统，包括：本技术任一实施例提供的矿井钻孔预裂装置；与矿井钻孔预裂装置相连的注液钻杆；与注液钻杆相连的高压泵组。
66.作为一种示例，请参见图5，图5是本技术实施例提供的一种矿井钻孔预裂系统的示意图。如图5所示，该系统可以包括矿井钻孔预裂装置、高压注液钻杆(即前述注液钻杆)，以及与高压注液钻杆连接的高压泵组。
67.在本技术的一些实施例中，上述高压泵组还可以包括多个可由中控进行控制的控制阀，以控制高压泵组提供的高压液体的压力；数据采集分站，用于采集钻孔数据及预裂数据。
68.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例
如，本发明申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本技术的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
69.上述具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术保护范围之内。

技术特征：
1.一种矿井钻孔预裂装置，其特征在于，包括：封隔控制器、预裂模块和引流器，其中，所述预裂模块包括多个封隔器和至少一个射流器，每两个所述封隔器之间设置有所述射流器；所述封隔控制器的一端与所述预裂模块中首部封隔器的一端连接；其中，所述封隔控制器将流入所述装置的高压液体经所述射流器喷出以对需要进行预裂的矿井钻孔进行切缝和预裂，并将所述高压液体流入所述封隔器，使所述封隔器膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域；所述引流器的一端与所述预裂模块中尾部封隔器的一端，所述引流器用于在所述岩体开裂后将所述高压液体流出所述装置。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述封隔器包括膨胀胶囊和中心管，所述射流器上开设有第一通孔、第二通孔和第三通孔，其中，所述中心管设置于所述膨胀胶囊内部；所述中心管的外表面与所述膨胀胶囊的内表面之间形成空腔；相邻两个所述封隔器的所述中心管通过所述第一通孔连通；相邻两个所述封隔器的所述空腔通过所述第二通孔连通；所述第一通孔的内表面与所述射流器的外表面通过所述第三通孔连通；所述第三通孔内设置有可受压开启的第一控制阀。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述膨胀胶囊通过锁头分别与所述封隔控制器、所述射流器和所述引流器连接，所述锁头包括管箍、第一辅助回力弹簧和滑动底托，其中，所述管箍与所述滑动底托连接；所述第一辅助回力弹簧的一端分别与所述封隔控制器、所述射流器和所述引流器连接；所述第一辅助回力弹簧的另一端与所述滑动底托连接；所述滑动底托与所述管箍与之间夹接有所述膨胀胶囊的端部。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述封隔控制器上开设有第四通孔和第五通孔，其中，所述第四通孔与所述首部封隔器的中心管连通；所述第五通孔的一端与所述首部封隔器的空腔连通；所述第五通孔的另一端与所述第四通孔连通；所述第五通孔内设置有可受压开启的第二控制阀。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述引流器上开设有第六通孔和第七通孔，其中，所述第六通孔与所述尾部封隔器的中心管连通；所述第七通孔的一端与所述尾部封隔器的空腔连通；所述第七通孔的另一端与所述引流器的外表面连通；所述第七通孔内设置有可受压关闭的第三控制阀。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括转接头和刮壁模块，其中，所述转接头的一端可与注液钻杆连接，所述注液钻杆中的所述高压液体可经所述转接
头流入所述装置；所述转接头的另一端与所述封隔控制器的另一端连接；所述引流器的另一端与所述刮壁模块连接。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述刮壁模块包括刮壁刀、和刮壁钻头，其中，所述刮壁刀设置于所述刮壁钻头的外表面；所述刮壁钻头上开设有第八通孔；所述第八通孔与所述引流器连通；所述第八通孔中设置有可受压关闭的第四控制阀。8.一种矿井钻孔预裂方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求1至7任一项所述的矿井钻孔预裂装置实现，所述方法包括：在所述装置到达钻孔中需进行预裂的预裂位置时，向所述中心管中持续注入高压液体；控制所述高压液体的压力，使所述第四控制阀关闭，所述第一控制阀开启，从而使所述高压液体从所述射流器中喷出，并旋转所述装置使所述钻孔内形成径向裂缝；停止旋转所述装置，继续控制所述高压液体的压力以压迫所述第二控制阀开启，从而使高压液体进入所述预裂模块，所述膨胀胶囊受压膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域；停止注入所述高压液体，使所述第三控制阀和所述第四控制阀开启，从而使所述矿井钻孔预裂装置中的高压液体排出，完成矿井钻孔预裂。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述将矿井钻孔预裂装置置于需进行预裂的矿井钻孔中之前，所述方法还包括：使用所述刮壁模块在矿井中进行钻孔作业，得到所述需进行预裂的矿井钻孔。10.一种矿井钻孔预裂系统，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的矿井钻孔预裂装置；与所述矿井钻孔预裂装置相连的注液钻杆；与所述注液钻杆相连的高压泵组。

技术总结
本申请公开了一种矿井钻孔预裂装置、方法及系统。其中，该装置包括：封隔控制器、预裂模块和引流器，其中，预裂模块包括多个封隔器和至少一个射流器，每两个封隔器之间设置有射流器；封隔控制器的一端与预裂模块中首部封隔器的一端连接；其中，封隔控制器将流入装置的高压液体经射流器喷出以对需要进行预裂的矿井钻孔进行切缝和预裂，并将高压液体流入封隔器，使封隔器膨胀密封所述射流器外表面和钻孔内表面之间的区域；引流器的一端与预裂模块中尾部封隔器的一端，引流器用于在岩体开裂后将高压液体流出装置。通过本申请的技术方案，可以通过将高压液体从射流器中喷出对周围岩壁进行切割及预裂。进行切割及预裂。进行切割及预裂。


技术研发人员：苏振国 赵善坤 邓志刚 蒋军军 秦凯 王寅 张宁博 吕坤 王路峰 牛肖晶
受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/14