最新二氧化碳致裂器课件PPT
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A、溶于水中
B、溶于石灰水中
C、进行光合作用 D、制成干冰
2、鉴别氢气、氧气和二氧化碳三种气体最简便的
方法是（ C ）
A、分别通入澄清石灰水 B、测定三种气体的密度 C、用燃着的木条放在集气瓶口 D、试验三种气体的溶解性
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如何检验生成的是不是CO2呢？
澄清石灰水 变浑浊
如何验证CO2是否收集满了呢？
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盖上玻 璃片。 正放
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B A
D C
E
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发生装置
收集装置
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2、确定气体发生装置时应考虑哪些因素？
发生装置的确定需考虑的因素： 1、反应物的状态（如液态、固态） 2、反应条件（如加热，不加热）
反应物是固体且需加热
中
花喷水后放
入二氧化碳 中
紫色变红色 不变色 不变色 紫色变红色
1、水不能使紫色石蕊变色，酸能使紫色石蕊变红。
2、二氧化碳不能使紫色石.蕊变色 3、生成的一种新物质能使紫色石蕊变红色
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活动与探究二：二氧化碳的化学性质
化学性质 2、与水反应
实ห้องสมุดไป่ตู้室制取二氧化碳的反应原理
二氧化碳致裂器PPT课件
7#
爆破孔
10#
8#
6#
9# 观测孔 图5 致裂增透效果考察钻孔布置示意图
图6 致裂增透效果考察钻孔剖面示意图
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5）第五组钻孔为二氧化碳致裂前后煤层透气性系数对比试 验
在选择的试验巷道，施工2个常规钻孔11#、12#，要求同时 完成钻孔布置，并对其中1个钻孔进行二氧化碳致裂。2个钻孔 均封孔后测定煤层瓦斯压力P0，当测压钻孔的瓦斯压力稳定于 最高值后，取下压力表，卸除瓦斯压力，开始排放瓦斯，并测 定钻孔瓦斯流量Q。然后通过计算获得λ、λB。目的是通过对致 裂孔与常规孔煤层透气性系数λ的对比，考察致裂增透机理和效感谢您的观看。
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爆破孔观测孔致裂增透效果考察钻孔剖面示意图5第五组钻孔为二氧化碳致裂前后煤层透气性系数对比试在选择的试验巷道施工2个常规钻孔1112要求同时完成钻孔布置并对其中1个钻孔进行二氧化碳致裂
汇报提纲
一 产品简介 二 工作原理 三 使用范围 四 产品优点及装备 五 效果考察及应用 七 六 淮南增透技术方案 七
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3）第三组钻孔为单孔致裂前后瓦斯自然排放对比试验 在选择的试验巷道，先施工穿层5#钻孔，封孔留出一截 排放管自然排放瓦斯，测定瓦斯涌出量Q(t)，t =0~t1。对 该钻孔进行二氧化碳致裂，测定瓦斯涌出量Q(t)，t =t1~t2。 然后进行对比分析。目的是通过单孔致裂前后两个不同阶 段瓦斯涌出量的比较，考察致裂机理和效果。
（1）测压地点应选择在巷道顶板比较完整、稳定的 地方开孔，1#、2#开孔点距终孔点的法线距离（岩石段） 不小于15m(最小不小于10m)，采用水泥砂浆封孔，封孔 长度不小于10m；测压孔见煤点处煤层应处于原始状态， 方圆50m范围内，不应有揭露点；
二氧化碳致裂器原理
二氧化碳致裂设备属于矿用物理致裂设备，是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，快速释放高压气体破断岩石或落煤，解决了以往爆破开采和预裂中破坏性大，危险性高及矿体粉碎等缺点，为矿山安全开采和预裂提供可靠保证，广泛适用于煤矿和非煤矿山。
爆破器是根据矿山行业标准设计而成，具有结构简单、安全性高、工作可靠、致裂能量可控、可重复使用、操作维护简单等多种优点。
工作原理如下图：二氧化碳在低于31或压力大于7.35MPa时以液态存在，而超过31时开始气化，且随温度的变化压力也不断变化。
利用这一特点，在致裂器主管内充装液态二氧化碳，使用发热管快速加热装置，液态二氧化碳瞬间气化膨胀并产生高压，当压力达到爆破片极限强度（可设定压力）时，定压泄能片破断，高压气体从泄能头释放，作用在煤（岩）体上，从而达到致裂的目的。
有别于传统，二氧化碳致裂器不产生冲击波、明火、热源和因化学反应而产生的各种有毒有害气体。
应用证明，二氧化碳致裂器作为一种物理爆破设备，不存在任何的负面作用，安全性能高。
突出优点：1) 热反应过程在密闭管体内腔中进行，低温爆破，喷出的CO2具有抑制**和阻燃作用，不会引爆瓦斯；2) 震动小，不产生具有破坏性的震荡或震波，大大减少诱发瓦斯突出的几率；3) 震动和撞击均无法激发发热装置，因此充装、运输、存放具有较高的安全性；4) 致裂扩散半径可达2m以上，可减少抽采钻孔数量；5) 爆破能力可控，根据使用环境、对象的不同设定能量等级；6) 落煤成块率高、抛煤距离短、粉尘小，有利于生产大块洁净煤；7) 不产生有毒有害气体，躲炮距离近，可迅速返回工作面，连续作业；8) 致裂器重复使用，寿命长达10年。
以上就是关于二氧化碳致裂器的简单分享，希望对大家有所帮助，同时也感谢大家一直以来的关注与支持！。
二氧化碳致裂爆破施工流程
二氧化碳致裂爆破公路施工流程工作原理：二氧化碳在低于31℃或压力大于7.35MPa 时以液态存在，而超过31℃时开始气化，且随温度的变化压力也不断变化。
利用这一特点，在致裂器主管内充装液态二氧化碳，使用发爆器快速激发加热装置，液态二氧化碳瞬间气化膨胀并产生高压，当压力达到爆破片极限强度（80~400MPa ）时，定压泄能剪切片破断，高压气体从放气头释放，作用在岩体上，从而达到致裂的目的。
二氧化碳爆破致裂技术工作原理图见图二氧化碳爆破致裂技术工作原理图目前，可使用二氧化碳致裂器通过预裂爆破，并形成了本公司的专利技术。
该技术为国内领先。
该技术装备已经成熟，“二氧化碳致裂器成套技术装备”逐步替代传统炸药爆破，在安全、环保、经济、高效方面发挥它现有技术装备不可替代的优势。
爆破器（密封，P>8MPa,T<273K）起爆器 (矿用本安）(u,i)加热装置(u,i)起爆头热量Q 液态CO 2气化膨胀泄能片(Pe )打开压力升高，Pi≥Pe 高能气体泄放泄放头一、施工方案（1）打孔分布：打孔参数设计，孔径120mm、孔距2000mm、孔深4000mm（多孔同时起爆起爆）；施工方案、《二氧化碳致裂爆破施工安全技术措施》并传达贯彻。
（2）设备物资准备依据施工方案准备足够数量的：①致裂器、提拉杆、制冷式自动充装机、气动拆装机、气泵、储液罐。
②发热装置、充能片、等消耗品。
③工具箱（含启爆器、万用表、启爆线）及配件。
（3）地面施工场地准备根据施工需要，客户需要提供不低于30平米防雨、防晒、防盗，通风、照明良好，具备380V、220V电源的施工场地。
（4）二氧化碳气体准备根据施工需要的消耗量，就近采购工业用二氧化碳气体，运至地面施工场地。
（5）设备物资交接所有设备与物资运至客户所提供的场地后，物资清单需提供给客户，一式两份，进行签字确认。
二、施工流程：（1）由施工人员根据要求进行钻孔;（2）根据打孔速度进行引爆致裂，由爆破施工人员在挖掘机的协助下收回致裂器。
《二氧化碳致裂器》课件
原理及工作方式
通过将高压二氧化碳气体注入油井，形成压力差，从而使岩石裂缝扩大，增加油井的产能和 采收率。
与传统致裂器对比分析
与传统的水力致裂和化学致裂相比，二氧化碳致裂器具有更高的效率、更低的环境污染和更 可持续的发展前景。
参考文献
• 1. Smith, J. K., & Johnson, L. (2020). Carbon Dioxide Fracturing: Techniques, Applications, and Future Prospects.
• 2. Zhang, X., & Li, Y. (2019). Advances in Carbon Dioxide Fracturing Technology for Enhanced Oil Recovery.
未来发பைடு நூலகம்趋势
随着能源需求的增加和环境保 护意识的提高，二氧化碳致裂 器在能源行业中的应用前景将 进一步扩大。
挑战和机遇
尽管二氧化碳致裂器面临一些 挑战，但其在能源转型和可持 续发展方面的潜力为行业创造 了巨大的机遇。
总结
通过本次课程，我们需要掌握二氧化碳致裂器的原理和应用，了解其在石油开采中的重要性和应用前景。希望大家 能够从中获得知识和启发，并为能源行业的可持续发展做出贡献。
应用
石油开采中的应用
二氧化碳致裂器被广泛应用于油田 开发，可提高油井产量，降低开采 成本并提升能源行业的可持续性。
方法与技术
成功案例分析
通过控制二氧化碳注入的压力、流 量和喷射方式等参数，优化致裂效 果，并最大限度地提高油井的产能。
二氧化碳的致裂技术
ISSN 1671-2900 采矿技术 第20卷 第6期 2020年11月CN 43-1347/TD Mining Technology，Vol.20，No.6 Nov. 2020二氧化碳的致裂技术马海鹏1, 2，喻壹雄1, 2(1.湖南军凯静爆科技有限公司， 湖南 长沙 410008；2.湖南铁军工程建设有限公司， 湖南 长沙 410008)摘要:根据二氧化碳相变致裂技术原理对一次性致裂管在不同岩石条件下的致裂效果、参数进行了研究。
二氧化碳相变致裂有其独特性，对整体性好的石灰岩、花岗岩效果较好，较松散的红沙岩效果差一些，施工中应根据现场情况调整，以求得更好的效果。
关键词:相变致裂;发热管;液态二氧化碳;瞬间气化1 二氧化碳相变致裂原理与特点二氧化碳致裂设备由致裂管、液态CO2储液罐、充装机、充装架等组成。
致裂器型号应根据现场实际情况如岩石开挖深度、岩石强度、岩石裂隙和岩层走向等选择。
本项目以一次性致裂管为例，管径为90 mm～120 mm，长度为1.0 m～1.5 m，单根充装液态CO2质量为4 kg～6 kg。
1.1二氧化碳相变致裂原理二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态二氧化碳压缩至圆柱体容器（致裂管）内，利用电点火方式点燃致裂管内的发热管，发热管内化学物质发生剧烈燃烧，产生大量的热，使管内液态二氧化碳瞬间气化，急剧膨胀产生高压，液态的二氧化碳膨胀体积为600倍的气态二氧化碳，产生150 MPa以上的膨胀压力，使管壁破裂，释放出的高压气体对周边岩石介质产生冲击作用，从而使岩石发生断裂和松动[1-2]。
由于是低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响，在井下致裂破碎时对瓦斯具有稀释作用[3]。
二氧化碳属于惰性气体，非易燃易爆物质，致裂破碎过程就是体积膨胀的过程，物理做功而非化学反应。
1.2二氧化碳致裂破碎特点（1）具有本质的安全特性。
[实用参考]二氧化碳压裂技术.ppt
![[实用参考]二氧化碳压裂技术.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/aa523386bb4cf7ec4afed0a1.png)
低些，这次施工就会被
迫过早停工，导致施工
失败。
6
提纲
一、CO2压裂技术特点及分类 二、国外CO2压裂技术发展现状 三、国内CO2压裂技术发展现状 四、胜利油田开展CO2压裂技术应用的准备情况
1 国内泡沫压裂液体系发展历程
1988年5月，辽河油田与加拿大合作进行了全国第一口 氮气泡沫压裂井的施工。 1997年，吉林油田引进了CO2泡沫压裂设备，开展了油 层吞吐和CO2助排增能压裂工艺技术的实施。 2000年，长庆油田引进CO2泡沫压裂设备，主要用于低 渗气层改造。 2003年，中原油田引进CO2泡沫压裂设备，开展了CO2增 能压裂和泡沫压裂的现场实施工作。 2005年10月，长庆油田首次在榆林气田实施纯液态CO2 压裂。
2 国内CO2泡沫压裂液体系
国内CO2泡沫压裂液的研究和开发应用，以中国石油勘探开发研究院 万庄压裂酸化技术服务中心为代表。通过多年室内试验，研制开发了 CO2泡沫压裂液用添加剂，优选出CO2泡沫压裂液配方。
（1）典型配方 0.65%-0.75%GRJ改性瓜尔胶+1.0%TFP-1起泡剂+0.05%SQ-8杀菌剂+1.0% 粘土稳定剂+0.3%DL-10助排剂+0.003%～0.06%过硫酸铵+1.5AC-8酸性交联 剂
③ 恒定泡沫质量施工方式
在增加支撑剂浓度时，相应降低压裂液、液体CO2的排量， 保持泡沫质量不变。
优点： 泡沫粘度稳定。
缺点： 施工中操作难度较大。
5、 压裂施工中CO2的状态变化
点1：储罐中； 点2：经过增压泵车加压后的液态
CO2； 点3：压裂泵车出口的状态； 点4：与水基压裂液混合升温后的状
提纲
一、CO2压裂技术特点及分类 二、国外CO2压裂技术发展现状 三、国内CO2压裂技术发展现状 四、胜利油田开展CO2压裂技术应用的准备情况
二氧化碳致裂施工工法(2)
二氧化碳致裂施工工法二氧化碳致裂施工工法一、前言随着城市化进程的推进，地下空间的利用日益重要，然而地下工程施工时常面临各种技术难题。
在此背景下，二氧化碳致裂施工工法应运而生。
二氧化碳致裂施工工法是一种基于二氧化碳在地下岩石中发生液态化反应导致工程裂缝扩展的施工方法。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点1. 高效快捷：二氧化碳致裂施工工法可以大幅提高施工效率，节约施工时间。
相比传统的岩石爆破或液压破碎等方法，该工法不需要准备炸药或大型机械设备，操作简便，能够快速实施施工。
2. 环保安全：二氧化碳致裂施工工法减少了噪声、颗粒物和振动等对周边环境的污染，降低了施工过程对周围建筑物和人员的影响。
同时，该工法使用的二氧化碳是无毒、无害的气体，施工过程中对操作人员的安全性能要求低，确保了施工的安全性。
3. 可控性强：二氧化碳致裂施工工法可以根据工程需求精准控制施工过程中岩石的裂缝扩展情况，从而达到提高工程质量的目的。
这种可控性意味着该工法适用于不同类型的地下工程，能够满足不同工程的安全、稳定和质量要求。
三、适应范围二氧化碳致裂施工工法适用于以下工程领域：1. 地铁、隧道和地下管廊：该工法可以用于岩石掘进、围岩支护等工程中，提高施工的效率和质量。
2. 水利、电力和交通工程：二氧化碳致裂施工工法可以应用于大坝加固、堤坝防渗、地基处理等工程，提高工程的安全性和稳定性。
3. 煤矿和石油工程：该工法可以用于煤层瓦斯抽放、石油开采等工程，减少准备炸药和使用大型机械设备的成本和风险。
四、工艺原理二氧化碳致裂施工工法基于二氧化碳在地下岩石中的液态化反应。
具体而言，施工过程中，将二氧化碳注入到地下岩石中，二氧化碳在高温高压下发生热化学反应，产生大量的氮气和水蒸汽，产生了极高的内压，在内部扩展裂缝。
通过控制二氧化碳注入的压力和时间，可精确控制裂缝的扩展范围，实现对地下岩石的裂缝控制。
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产品优点
配套装备
二氧化碳致裂器配套设备主要包括以下配套设备及材料 1二氧化碳致裂器
每根致裂器包括致裂筒、灌装阀、泄能器、发热装置、剪切片、密封垫等 2、二氧化碳灌装设备一套 灌装装备包括：加压泵、空压机、储液灌、加压操作台、专用组合工具等 3、其他附属装置，包括止飞器、封孔器、导线、运输箱、液态二氧化碳、 发爆器等 其中消耗材料主要有发热装置、剪切片及液态二氧化碳，其他设备均可重复 使用。
封孔及致裂连线方式
由于致裂筒需要回收，设计采用橡胶密封塞封孔，孔可考虑采用高压封孔 器封孔，封孔器内注水。封孔长度根据试验结果确定而定。
连线方式：每个致裂筒连出两个导线，再通过连接导线连接到矿用起爆器 上。通过起爆器放电，起爆致裂筒。
起爆方式及顺序 每次致裂原则上不多于3个钻孔，相邻3个钻孔同时起爆致裂。
优点：相比炸药爆破威力较小。但由于其安全性好，可在工作面支 架上部直接采取局部致裂措施，煤体自由面较大，不需要太大的威力， 以免煤体过度破碎，或煤体受力过大抛入采空区。这个缺点甚至变成了 优点。
2、二氧化碳致裂增透 由于我国瓦斯矿井中有相当
多的煤层是低透气、难抽煤层,瓦 斯抽放率、瓦斯抽放量和抽放浓 度很低。因此,如何改变煤层的透 气性和提高煤层瓦斯抽放率是瓦 斯综合治理研究亟待解决的难题 之一。二氧化碳致裂器可以实现 深孔多点定向致裂，对于增加煤 层透气性效果显著。目前该项技 术在淮南矿区丁集矿使用，取得 了很好的效果。
致裂增透效果考察钻孔剖面示意图
顺层钻孔二氧化碳致裂增透
设置爆破孔和控制孔，孔 径 75mm ， 爆 破 孔 深 50m ， 装 药深度20m；其中在依次施工 爆破孔6个，控制孔7个。开孔 位置巷道底板以上1.2m，钻孔 与巷道垂直，倾角1°，孔间 距3.5m，钻孔布置见图，目前 已经在山西石泉煤业应用。
而采取二氧化碳致裂的方式，不仅可以不用打眼，可以直接致裂，而且 二氧化碳致裂器爆破过程中快速释放的二氧化碳气体具有降温作用，二氧 化碳又是惰性气体，完全可以避免因放炮产生明火而引起瓦斯事故（瓦斯 爆炸或瓦斯燃烧）。
崩大块实验视频
5、上下隅角强制放顶
受保护煤柱及锚杆、锚索的影响，上下隅角的顶板往往不易及时跨落， 容易造成漏风，对自燃发火煤层管理极为不利，同时会造成上隅角瓦斯超限 ，不利于瓦斯管理。
回顺
切
工作面
眼
运顺
钻孔布置图
• 工作面快速掘进
• 掘进头打排（抽）放孔，瓦斯释放速度较 慢，用二氧化碳致裂提高排放速度。钻孔 布置要有利于形成卸压带和松动圈，在减 少钻孔数量尽可能少的情况下获得最佳的 卸压效果，试验中对钻孔的布置方式和参 数进行考察，对几种布置方式和参数的爆 破效果进行比较，钻孔布置方式见图，经 多次试验，确定致裂孔和控制孔数量。
工作原理流程图
工艺流程图
使用范围
7、致裂大块岩（煤）体
1、二氧化碳致裂强制放顶煤
在开采厚煤层时由于松散碎 煤有限，放煤口前方的煤体破碎 不充分，后方的采空区有垮落的 矸石形成一定的支持，使顶板煤 层不易垮落，二氧化碳致裂器可 以将顶板煤层致裂，使其垮落， 目前正在新疆阜康市西沟煤焦有 限责任公司西沟二号井煤矿试验 阶段。
工作原理
二氧化碳在低于31℃或压力大于7.35MPa时 以液态存在，而超过31℃时开始气化，且随温 度的变化压力也不断变化。利用这一特点，在 爆破器主管内充装液态二氧化碳，使用发爆器 快速激发加热装置，液态二氧化碳瞬间气化膨 胀并产生高压，体积膨胀600倍以上，当压力达 到爆破片极限强度（可设定压力）时，定压剪 切片破断，高压气体从放气头释放，作用在煤 （岩）体上，从而达到爆破的目的。致裂器采 用可连接式，可实现多点同时定向致裂。
二氧化碳致裂器
汇报提纲
一 产品简介 二 工作原理
三 使用范围
四 产品优点 五 配致裂器（以下简称致裂器）是利用液态二氧化碳受热气化膨胀 ，快速释放高压气体破断岩石或落煤，克服了以往用炸药爆破开采、预裂中 破坏性大及危险性高矿体粉碎等缺点，为矿山安全开采和预裂提供可靠保证 ，广泛适用与煤矿和非煤矿山。煤科集团沈阳研究院有限公司经过近两年的 自主研发，目前已经研制出全套技术及装备，并于2015年2月3日取得了安全 标志证书。
钻孔布置 钻孔底部位于煤层距采空区煤壁2—3m左右位置采用大直径气动钻机(或锚杆 机)施工钻孔，钻孔的直径为60mm，即钻头为60mm；钻杆直径为50mm，致裂筒 直径45mm，相邻致裂筒间连接管直径56mm，距顶板3-4m高度范围内不爆破筒， 使用普通空2根，每根1.5m，避免综放液压支架上方煤体跨落，形成空顶。每组钻 孔可按从运输顺槽向开切眼内顺序依次爆破；工作面预裂钻孔布置见图
3、二氧化碳致裂防冲击地压
冲击地压是一种特殊的矿山压力显现现象，也是煤矿井下复杂动力 现象之一，它严重威胁井下安全生产，是煤矿井下开采过程中严重的灾 害之一。目前煤矿普遍采取泄压爆破的方法防治冲击地压，然而由于炸 药在煤矿中的使用有诸多不便因素，并且存在一定的危险性，尤其在瓦 斯或突出矿井，危险性更大。采用二氧化碳致裂的方法防治冲击地压， 是一种新的思路和办法，目前已经在陕西彬煤集团胡家和煤矿实验应用 ，取得了很好的效果。
二氧化碳致裂防冲击地压工艺
目前主要实验并应用了 掘进工作面冲击地压防治 ，在掘进工作面迎头向前 打 一 个 15 米 的 致 裂 孔 ， 左 右两边间距1.5米各打一个 控制孔，致裂孔距离孔口3 米处止飞，孔内三根致裂 器串联同时起爆。
1 5 米
1 . 5 1 . 5
胡家和煤矿致裂钻孔布置图
4、二氧化碳致裂处理大块岩石
二氧化碳致裂处理大块岩石是煤科集团沈阳研究院有限公司和阜新矿务 局经过共同研究，目前正在试验阶段的一种应用，主要是为了解决在采煤 过程中大块岩石落在刮板输送机上，影响输送机正常使用的问题。
常规作业中，遇到刮板输送机的大块岩石影响正常生产时，通常是采取 在岩石上打眼放炮的方式破碎岩石，这种工艺需要耗费打眼和放炮两个工 序的时间，而且炸药爆破本身就存在一定的安全隐患。