水力压裂操作规程

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 高压铁管高压软管

注

水

泵水 箱卸压阀压力表

连接管水管

压裂钻孔

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。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。