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龙图腾网获悉东北大学申请的专利一种井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置及施工方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117189060B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310946853.3，技术领域涉及：E21B43/26；该发明授权一种井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置及施工方法是由朱万成;刘书源;刘赫洋;李特才;李星宇;刘正东;王文星;姜元勇设计研发完成，并于2023-07-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置及施工方法在说明书摘要公布了：本申请提供了一种井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置及施工方法，包括：煤层、压裂钻孔、堵孔段、封孔段、压裂段、监测孔、压裂系统、温度控制系统、注浆系统、液态二氧化碳增压系统、支撑剂混合系统、抽采系统及数据采集器；所述煤层上开设有压裂钻孔，所述压裂钻孔包括堵孔段、封孔段及压裂段；所述煤层上且位于所述压裂钻孔周向间隔开设有若干监测孔；所述压裂系统与所述温度控制系统相连接。本发明通过支撑剂混合系统能够实现提高液态二氧化碳携带支撑剂混合物的性能，使支撑剂混合物有效进入压裂裂缝并保持较好的导流能力；温度控制系统克服了井下超临界二氧化碳制备的困难，能够实现二氧化碳以超临界状态注入压裂煤层。

本发明授权一种井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置及施工方法在权利要求书中公布了：1.一种井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置施工方法，所述井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置施工方法应用于井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置，其特征在于，所述井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置包括：煤层、压裂钻孔、堵孔段、封孔段、压裂段、监测孔、压裂系统、温度控制系统、注浆系统、液态二氧化碳增压系统、支撑剂混合系统、抽采系统及数据采集器； 所述煤层上开设有压裂钻孔，所述压裂钻孔包括堵孔段、封孔段及压裂段；所述煤层上且位于所述压裂钻孔周向间隔开设有若干监测孔； 所述压裂系统与所述温度控制系统相连接，所述压裂系统用于将温度控制系统排出的压裂液注入到所述煤层的压裂段内； 所述注浆系统与所述煤层的压裂钻孔相连接，用于对堵孔段及封孔段进行封堵； 所述液态二氧化碳增压系统与所述温度控制系统相连接，用于为所述压裂系统提供压裂液，所述支撑剂混合系统设置于所述液态二氧化碳增压系统与所述温度控制系统之间，用于为所述压裂系统提供支撑剂混合物； 所述抽采系统与若干所述监测孔相连接，用于对压裂后的所述煤层的瓦斯进行抽采监测； 所述数据采集器与所述液态二氧化碳增压系统、温度控制系统、压裂系统、注浆系统及抽采系统电性连接，所述数据采集器通过控制各个电连接系统的运行完成对所述煤层压裂及数据的采集及监测； 所述井下超临界二氧化碳压裂煤岩装置施工方法，包括以下步骤： S1、煤层参数测试：获取目标煤层的煤样样本，测试煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤的坚固性系数、放散初速度，煤的破坏类型，并对目标储层和煤层顶底板的物理力学性质进行测试； S2、压裂钻孔和监测孔布置及施工：压裂钻孔穿过岩层钻进煤层深度至少5m；随后以压裂钻孔为矩形中心，沿两条矩形对角线分别布置四个监测孔，远离压裂钻孔处施工一个参考钻孔，参考钻孔不受压裂区域影响；并对八个监测孔和一个参考钻孔的原始气体浓度、抽采流量进行实时监测和采集； S3、压裂钻孔注浆封孔施工：开启高压氮气瓶通过注气软管将氮气注入到胶囊封孔器内，使其膨胀挤压压裂钻孔内壁，堵孔注浆管将堵孔浆液注满堵孔段，待其固结后，开启第二高压氮气增压装置使封孔注浆罐的封孔浆液通过封孔注浆管注入封孔段，当封孔浆液流入浆液回收罐后封孔结束； S4、压裂作业：开启第一高压氮气增压装置使罐内液态二氧化碳压力维持在2.0~2.8MPa；第一柱塞泵对存储罐输入的液态二氧化碳增压，传输到加热箱内将其加热到设定温度后使液态二氧化碳达到超临界状态将其输运到压裂管道内，随着超临界二氧化碳持续注入目标煤层，压裂管内的流体压力缓慢升压，达到破裂压力使煤层形成裂缝后，继续泵注，液体压力保持高压或出现若干次峰值，直至泵注量达到设计要求用量后停止； 目标煤层裂缝形成后，开始注入支撑剂，在第一柱塞泵增压后的低温液态二氧化碳给入到搅拌罐内，将增稠剂注入搅拌罐内进行搅拌形成支撑剂混合物，经过加热箱加热至设定温度后给入到压裂管内进行施工； 注入支撑剂混合物结束后，开始注入水，第二柱塞泵可将增压后的水通过第十七连接管、第四连接管、第五连接管及第十四连接管给入到压裂管内，通过液体水以便使压裂管路和近压裂孔周围裂缝内的支撑剂混合物被水携带到更远处，并且可实现对压裂管进行清洗； S5、抽采监测：煤层压裂后通过第三流量传感器及浓度传感器对压裂钻孔周围布置的多个监测孔的气体浓度机流量进行实时监测和采集； 所述液态二氧化碳增压系统包括：第一高压氮气增压装置、第一连接管、存储罐、第一支路、第一减压阀、第一压力表、第二压力表、第一柱塞泵、第二连接管及第一压力传感器； 所述第一高压氮气增压装置通过第一连接管与所述存储罐相连接，用于对存储罐内的物料进行增压，所述第一支路设置在所述第一连接管上，所述第一连接管上依次设置有截止阀、第一减压阀及第二压力表，所述第一支路上设置有截止阀及第一压力表，所述存储罐与所述第一柱塞泵通过第二连接管相连接，所述第二连接管上依次设置有第一压力传感器及截止阀，所述第一压力传感器与所述数据采集器电性连接； 所述温度控制系统包括：第三连接管、第四连接管、第五连接管、第六连接管、加热箱、第一温度传感器、第二压力传感器及第三压力传感器； 所述第一柱塞泵输出端通过第三连接管、第四连接管、第五连接管及第六连接管与所述加热箱相连接，所述第三连接管上依次设置有第一温度传感器、第二压力传感器及截止阀，所述第五连接管上设置有截止阀，所述第六连接管上依次设置有截止阀及第三压力传感器，所述第三压力传感器与所述数据采集器电性连接； 所述支撑剂混合系统包括：第七连接管、搅拌罐、支撑剂注入泵、第八连接管、第九连接管及第一流量传感器； 所述第七连接管一端与所述第四连接管相连接，所述第七连接管另一端与所述搅拌罐进料口相连接，所述支撑剂注入泵通过第八连接管与所述搅拌罐进料口相连接，所述第七连接管及所述第八连接管上均设置有截止阀，所述搅拌罐出料口通过第九连接管与所述第六连接管相连接，所述第九连接管上设置有第一流量传感器，所述第一流量传感器与所述数据采集器电性连接； 所述注浆系统包括：第二高压氮气增压装置、第十连接管、封孔注浆罐、封孔注浆管、第十一连接管、堵孔注浆管、第十二连接管、堵孔注浆罐、封孔返浆管、第十三连接管、浆液回收罐、胶囊封孔器、高压氮气瓶、注气软管、第三压力表及第二减压阀； 所述第二高压氮气增压装置通过第十连接管与所述封孔注浆罐相连接，所述封孔注浆管第一端设置于所述封孔段内，所述封孔注浆管第二端通过第十一连接管与所述封孔注浆罐相连接，所述第十一连接管上设置有截止阀，所述堵孔注浆管第一端设置于所述堵孔段内，所述堵孔注浆管第二端通过所述第十二连接管与所述堵孔注浆罐相连接，所述第十二连接管上设置有截止阀，所述封孔返浆管第一端设置于所述封孔段顶部，所述封孔返浆管第二端通过第十三连接管与所述浆液回收罐相连接，所述第十三连接管上设置有截止阀，所述胶囊封孔器其设置于所述煤层的封孔段及压裂段之间，所述高压氮气瓶通过注气软管与所述胶囊封孔器相连接，所述注气软管上依次设置有第三压力表、第二减压阀及截止阀； 所述压裂系统包括：压裂管、第十四连接管、第二流量传感器、第二温度传感器、第四压力传感器、第十五连接管及第三温度传感器； 所述压裂管第一端设置于所述煤层上开设的压裂段内，所述压裂管第二端通过第十四连接管与所述第五连接管相连接，所述第十四连接管上依次设置截止阀、第二流量传感器、第二温度传感器及第四压力传感器，所述第十五连接管设置于所述加热箱输出端与所述第十四连接管之间，所述第十五连接管上依次设置有第三温度传感器及截止阀，所述第二温度传感器、第二流量传感器、第三温度传感器及第二压力传感器均与数据采集器电性连接。

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