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申请/专利权人：韩城市枣庄实业有限公司;重庆大学

摘要：发明提供一种碎软煤层水力压裂护孔系统及方法。该水力压裂护孔系统针对煤层地质构造复杂、透气性低的特点，钻孔变形量大，在地应力、瓦斯压力、构造应力等因素作用下孔壁易失稳形成塌孔等问题充分结合了水力压裂影响范围大等优点，并依托护孔装置能够保证成孔后的高效护孔，维持了钻孔的稳定性，同时该护孔支架采用记忆合金，充分有效利用了“双程记忆效应”，能够主动控制支架的展开和闭合。该护孔系统与方法可以有效提高复杂地质构造煤层的瓦斯抽采效率，为实现复杂地质构造煤层的高效、均匀增透提供坚实的理论与技术支撑。

主权项：1.一种碎软煤层水力压裂护孔系统，其特征在于：包括钻机钻具系统、柔性护孔系统和水力压裂系统；所述钻机钻具系统包括钻头6、钻杆3和钻机1；所述钻头6安装在钻杆3的首端；所述钻头6具有中心孔道；所述中心孔道与钻杆3的内腔连通；所述钻机1夹持钻杆3的尾端；所述柔性护孔系统包括前端固定装置5、注水支撑管8和柔性护孔支架9；所述注水支撑管8的管壁上设置有注水孔；所述注水支撑管8的首端连接固定有前端固定装置5，尾端与液压泵联通；所述前端固定装置5具有支撑钩爪；所述支撑钩爪采用压簧结构；所述注水支撑管8布置在钻杆3的内腔中；所述前端固定装置5布置在钻头6的中心孔道中；所述前端固定装置5的支撑钩爪与中心孔道的内壁卡合；所述柔性护孔支架9采用记忆合金材料制得；在工作状态下柔性护孔支架9呈现低电位相形状；低电位相形状时，柔性护孔支架9为网套结构物；所述柔性护孔支架9包括沿纵向依次排列的若干环状支撑管；每根环状支撑管包括若干单元波，单元波沿周向依次排列；相邻两根环状支撑管呈镜面对称分布；相邻两根环状支撑管相对的两个波峰之间固定连接；相邻两根环状支撑管的内腔连通；若干环状支撑管的内腔构成管网结构；在非工作状态下柔性护孔支架9呈现高电位相形状；低电位相形状时，呈紧缩状态的柔性护孔支架9套设在注水支撑管8的管身上；所述注水孔与柔性护孔支架9的管网内腔连通；所述水力压裂系统包括乳化泵站7、水箱11、封孔装置和压裂管柱以及套管；所述水箱11和乳化泵7之间使用高压胶管进行连接；高压水生成后通过高压水管进入水量调节装置；所述高压水管上设置有流量计和压力表；所述压裂管柱前段连接高压管路转换接头；工作时，钻具系统将柔性护孔系统输送至预设部位；推动注水支撑管8，前端固定装置5从钻头6的中心孔道伸出；支撑钩爪展开，嵌入钻孔内壁的煤层中；退出钻具系统；注浆封孔；关闭外部电位开关，停止通电，柔性护孔支架9进入冷却状态进而展开；液压泵向注水支撑管8内注入水，水经注水支撑管8进入柔性护孔支架9；柔性护孔支架9充压膨胀扩张，从而对钻孔进行支撑；进行水力压裂；进行瓦斯抽采；抽采完成后，柔性护孔支架9卸压；触发外部电位开关，柔性护孔支架9受到电流激励后处于加热状态进而弹性回缩。

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