一种高效的煤炭地下气化炉的制作方法

本实用新型涉及煤炭地下气化开采技术，属于不同赋存状态的煤层进行高效地下气化开采的气化设施，特别是一种高效的煤炭地下气化炉。

技术背景

无井式煤炭地下气化是通过在原始地下煤层中施工地质钻孔来进行气化的过程。不同区域的原始煤层赋存状态各异，现有单一形式的地下气化炉在经济、合理的角度上无法达到煤炭资源的有效覆盖；同时气化通道内直接气化后的煤气含灰、高温、高压，会造成出气钻孔堵塞、变形；另外常规地下气化炉会在垂直出气钻孔底部形成很大的燃空区，造成钻孔底部应力集中，影响钻孔稳定出气。本发明专利提出一种适用于不同赋存规模煤层的高效煤炭地下气化炉炉型及其构建方法，充分利用煤层定向钻进工艺同时构建一体化的地下气化炉及集气通道、出气系统。针对不同赋存规模的煤层灵活调整气化通道条数及集气通道长度，利用集气通道对煤气进行除尘、降温、稳压以及均衡煤气组分，垂直出气钻孔位于应力集中区域外侧，能够实现对煤层的大面积、持续化、高效能气化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高效的煤炭地下气化炉，其结构合理，实用性强，可以解决煤炭资源气化利用率低和直接产品煤气含尘、高温、高压、组分不一及出气孔底部不稳定等相关问题，保证稳定出气。

本实用新型的目的是这样实现：一种高效的煤炭地下气化炉，由至少一条集气通道、均布的气化通道、均布的出气孔道和点火区域组成，均布的气化通道延煤层倾向钻进，延走向钻进的集气通道位于均布的气化通道的上部，集气通道与气化通道的平面投影交叉设置，点火区域由多个点火垂直钻孔组成，在冷态压裂后分别下放点火器，集气通道与其中之一的点火垂直钻孔连通，均布的出气孔道分别与相对应的气化通道连通，产生的煤气先汇集到集气通道后由出气孔道排出。

本实用新型提出采用煤层定向钻进技术构建一体化的地下气化炉及集气通道、出气系统，它使得上述问题得以解决，是一种实用性强的发明。炉型兼顾煤层气化及产品排出，通过与气化通道垂直的集气通道进行煤气自处理，将出气孔布置在应力集中区以外，从根本上解决了气化炉的不稳定出气问题。

本实用新型的有益效果

1、提高煤炭资源的利用率。针对不同煤炭资源的赋存特点构建地下气化炉，灵活调整气化通道和集气通道的长度，实现气化资源利用率90%以上，大大提高了煤炭资源的利用率。

2、提高产品煤气的综合质量。将各条气化通道内的产品煤气首先汇聚于集气通道内，利用集气通道进行缓冲，达到一定的除尘、降温、稳压以及均衡煤气组分效果，提高了直接产品煤气的综合质量。

3、提高出气系统的稳定性。由垂直钻孔组成的出气系统布置于应力集中区以外，避免了地下形成空区后地层错动对出气孔底部的剪切作用，同时形成的一定长度的出气管路会达到降低煤气温度及高温干馏两侧煤炭资源的效果，保证出气钻孔底部处于稳定的地应力状态之下，且不受过高温度影响，提高了出气系统的稳定性。

本实用新型结构合理，实用性强，解决了煤炭资源气化利用率低和直接产品煤气含尘、高温、高压、组分不一及出气孔底部不稳定等相关问题，保证了稳定出气。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图，

图2为图1的A—A剖视结构示意图，

图3为图1的俯视结构示意图。

具体实施方式

一种高效的煤炭地下气化炉，如图1、图2、图3所示，由至少一条集气通道2、均布的气化通道、均布的出气孔道和点火区域组成，均布的气化通道延煤层纵向钻进，横向钻进的集气通道2位于均布的气化通道的上部，集气通道2与气化通道交叉设置，点火区域由多个点火垂直钻孔组成，在冷态压裂后分别下放点火器，集气通道2与其中之一的点火垂直钻孔连通，均布的出气孔道分别与相对应的气化通道连通，产生的煤气先汇集到集气通道2后由出气孔道排出。点火区域由第一、第二、第三点火垂直钻孔6、7、8构成，钻孔深入煤层底板1-1.5米，双层套管固井，孔径根据点火器的大小确定。出气孔道由第一、第二、第三、第四、第五至第n个出气垂直钻孔9、10、11、12、13、……至n组成，钻孔钻至煤层底板即可，双层套管固井，底部扩孔并施加支护，孔径根据产气量的需要确定。集气通道2与第一点火垂直钻孔6连通，集气通道2的水平段延煤层走向钻进，与煤层底板的距离为3.5-6米，其垂直段和定向增斜段采用石油套管固井，水平段下放支护管，其水平段长度可根据气化通道布置数目调整或做预留。气化通道由第一、第二、第三气化通道3、4、5构成，并且分别与第一、第三和第五出气通道9、11、13连通，气化通道水平段延煤层倾向钻进，与煤层底板的距离为0.5-1米，垂直段和定向增斜段采用标准石油套管固井，水平段下放支护管，水平管的长度根据气化规模确定。将出气孔道进行冷态压裂。

本实用新型的优势在于：利用先进的煤层定向钻进工艺，同时针对不用赋存条件的煤层构建一体化的地下气化炉及集气通道、出气系统，容易实施，施工周期短；集气通道可以对各气化通道的煤气进行除尘、降温、稳压，均衡组分；出气系统位于应力集中区域外侧，能够避免孔底垮塌；并可根据气化规模的不同，灵活地调整气化通道条数、集气通道长度及出气孔数目。从根本上解决了煤炭资源气化利用率低和直接产品煤气含尘、高温、高压、组分不一及出气孔底部不稳定等相关问题，保证了气化炉的长期、稳定、高效运行。