煤矿井下智能压裂泵系统研究

TD431; 为解决坚硬难垮落顶板治理、瓦斯抽采增透等安全高效开采技术面临的核心装备支撑不足难题,研究了一套煤矿井下智能压裂泵系统.该系统攻克了泄液回收大流量压力控制技术、压裂过程变频压力实时调节技术以及智能控制和监测技术等关键难题.研究阀芯硬密封副技术、可靠性开启技术、瞬态大流量流道和容腔设计及泄液回收技术和压力检测及泄压技术为一体的泄液回收大流量压力控制技术,研制了最大流量1000 L/min、额定压力40 MP a的大流量泄液回收压力控制阀,实现大流量工况下压力精确控制和泄液回收功能.压裂过程变频压力实时调节技术是以坐封、起裂及压裂过程的压力需求函数,通过控制器、传感器、变频泵站及电控流...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 50; no. 4; pp. 264 - 269
Main Authors 李然, 孙晓冬, 刘波, 王大龙, 刘昊, 王统诚, 刘明亮, 王超
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083 23.05.2022
煤炭科学研究总院 研究生院,北京 100013%天地科技股份有限公司 开采设计事业部北京 100013%北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399%北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399
北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399
Subjects
流量监控
压裂泵系统
变频压力调节
水力压裂工艺
坚硬难垮落顶板
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ISSN0253-2336
DOI10.13199/j.cnki.cst.LT20-011

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Abstract TD431; 为解决坚硬难垮落顶板治理、瓦斯抽采增透等安全高效开采技术面临的核心装备支撑不足难题,研究了一套煤矿井下智能压裂泵系统.该系统攻克了泄液回收大流量压力控制技术、压裂过程变频压力实时调节技术以及智能控制和监测技术等关键难题.研究阀芯硬密封副技术、可靠性开启技术、瞬态大流量流道和容腔设计及泄液回收技术和压力检测及泄压技术为一体的泄液回收大流量压力控制技术,研制了最大流量1000 L/min、额定压力40 MP a的大流量泄液回收压力控制阀,实现大流量工况下压力精确控制和泄液回收功能.压裂过程变频压力实时调节技术是以坐封、起裂及压裂过程的压力需求函数,通过控制器、传感器、变频泵站及电控流量阀组成的控制闭环,实现了3～40 MP a大压力范围的压裂压力精确控制.智能控制和监测技术攻克了低压自动坐封、压力自动跟随起裂和压裂自动识别等核心技术难题.在榆林大梁湾煤矿、陕煤集团孟村煤矿和华晋集团沙曲一矿进行了井下超长孔复合压裂关键技术的实施验证,完成了坚硬岩层顶板水力压裂治理的工业性试验,现场试验得出:煤层起裂时间范围在4～15 min,起裂压力范围在15～21 MPa,压裂后维持压力在12～16 MPa,单次注水量范围在1.3～5.5 m3.应用表明,该系统能够满足超长距离坚硬难垮落顶板的弱化及治理对水力压力装备的要求.
AbstractList TD431; 为解决坚硬难垮落顶板治理、瓦斯抽采增透等安全高效开采技术面临的核心装备支撑不足难题,研究了一套煤矿井下智能压裂泵系统.该系统攻克了泄液回收大流量压力控制技术、压裂过程变频压力实时调节技术以及智能控制和监测技术等关键难题.研究阀芯硬密封副技术、可靠性开启技术、瞬态大流量流道和容腔设计及泄液回收技术和压力检测及泄压技术为一体的泄液回收大流量压力控制技术,研制了最大流量1000 L/min、额定压力40 MP a的大流量泄液回收压力控制阀,实现大流量工况下压力精确控制和泄液回收功能.压裂过程变频压力实时调节技术是以坐封、起裂及压裂过程的压力需求函数,通过控制器、传感器、变频泵站及电控流量阀组成的控制闭环,实现了3～40 MP a大压力范围的压裂压力精确控制.智能控制和监测技术攻克了低压自动坐封、压力自动跟随起裂和压裂自动识别等核心技术难题.在榆林大梁湾煤矿、陕煤集团孟村煤矿和华晋集团沙曲一矿进行了井下超长孔复合压裂关键技术的实施验证,完成了坚硬岩层顶板水力压裂治理的工业性试验,现场试验得出:煤层起裂时间范围在4～15 min,起裂压力范围在15～21 MPa,压裂后维持压力在12～16 MPa,单次注水量范围在1.3～5.5 m3.应用表明,该系统能够满足超长距离坚硬难垮落顶板的弱化及治理对水力压力装备的要求.
Author 刘波
王大龙
孙晓冬
李然
王超
王统诚
刘昊
刘明亮
AuthorAffiliation 北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399;煤炭科学研究总院 研究生院,北京 100013%天地科技股份有限公司 开采设计事业部北京 100013%北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399%北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399;中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083
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LIU Mingliang
WANG Tongcheng
LIU Hao
LI Ran
LIU Bo
SUN Xiaodong
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IngestDate Thu May 29 04:07:33 EDT 2025
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Issue 4
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