煤矿井下水力加砂压裂泵关键参数研究

为给煤矿井下加砂压裂泵组研发设计提供科学可依的关键技术参数,通过煤矿井下作业空间特点研究分析,提出分体模块、串式布置的井下加砂压裂泵组布局设计,给出了分体模块加砂压裂泵组的外形控制参数;通过煤矿井下的供水、供电条件系统分析,确定了煤矿井下加砂压裂泵组水电能力的上限;通过我国多省份矿区煤层破裂压力综合研究,基于注水压裂破岩原理和压裂泵做功原理进行分析,提出加砂压裂泵输出压力和排量的理论预设值,并通过压裂泵功率测算、管道携砂流动物理试验和裂缝铺砂数值模拟试验,对预设值进行了校验和模拟试验验证。最终给出加砂压裂泵分体模块外型控制尺寸,高不宜超过2.0 m、宽不宜超过1.4 m,供电电压宜选用1140 V或3300 V,泵组输出压力不应小于30 MPa,输出排量适宜区间为1~1.5 m^(3)/min等关键技术参数的适宜取值。