一种煤炭地下气化炉炉身结构及构建方法与流程

本发明涉及本发明涉及煤炭地下气化开采技术，具体而言，涉及一种煤炭地下气化炉炉身结构及构建方法。

背景技术：

煤炭在常规的开采、运输、装备和加工利用过程中，给人类生存环境造成了各种污染，如地面坍塌、污水和有害气体的排放等，严重影响人们身体健康和生活环境。而当前全球大气污染越来越严重，不断发展清洁能源已经成为世界各国的共识。尤其是近段时间我国诸多城市雾霾天气持续，燃煤污染成为越来越多人的诟病，发展煤炭清洁开采和燃烧技术，在我国这个煤炭储量及消费大国越发显得重要。在煤炭地下气化过程中，燃烧过的灰渣、其它有害物及放射物质都留在地下，减少了地面沉陷及上述各过程中的环境污染，这就使得煤炭地下气化技术得到了越来越多的重视。

无井式煤炭地下气化开采技术是通过在地下煤层中施工地质钻孔来进行原位气化，把煤炭中的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体的过程。在这一过程中，气化剂的进入、煤层的化学反应、气体的排出均需通过地下气化炉实现，地下气化炉炉型结构起着至关重要的作用。现有的气化炉炉型主要都是针对我国中东部地区煤层总体厚度不大的赋存特点而设计，而我国西北部地区成煤条件优越，以吐哈盆地为例，其聚煤作用广泛而强烈，屡屡出现单层平均厚度近百米的巨厚煤层是其特征，那么应用现有的气化炉炉型在我国西北部巨厚煤层赋存区域进行地下气化工程，就会给不可再生的煤炭资源造成极大浪费。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种本发明的目的是针对上述问题，提出构建一种新型的煤炭地下气化炉炉型。

一个方面，本发明提出了一种煤炭地下气化炉炉身结构，其特征在于，包括：u型井、至少一个分支造斜段和至少一个分支水平段；u型井结构分为直井段、对接直井段、主干水平段和主干造斜段；各所述分支造斜段与直井段连通，各所述分支水平段与各所述分支造斜段连接，各所述分支水平段与所述u型井对接直井段不连通。

进一步地，上述煤炭地下气化炉炉身结构，其特征在于，包括至少一个预留侧孔，各所述预留侧孔开设在u型井的对接直井段侧壁上，该预留侧孔用于连通所述分支水平段。

进一步地，上述煤炭地下气化炉炉身结构，其特征在于，所述预留侧孔距所述分支水平段水平距离2m。

另一方面，本发明还提出了一种煤炭地下气化炉构建方法，其特征在于，包括，

步骤s1，钻挖u型井，u型井结构分为直井段、对接直井段、主干水平段和主干造斜段；

步骤s2，钻挖分支造斜段和分支水平段，连通分支造斜段、分支水平段和u型井直井段，分支水平段不连通u型井对接直井段；

步骤s3，根据施工需要决定是否重复步骤s2以及重复次数。

进一步地，上述煤炭地下气化炉构建方法中，其特征在于，步骤s2，还包括在u型井对接直井段侧壁上根据各分支水平段的位置预留侧孔。

进一步地，上述煤炭地下气化炉构建方法中，其特征在于，步骤s1，u型井的井直井段、对接直井段和主干造斜段下入石油套管并固井，主干水平段下入打孔的煤层支护管并不固井。

进一步地，上述煤炭地下气化炉构建方法中，其特征在于，步骤s2，分支造斜段下入石油套管并固井，分支水平段下入打孔的煤层支护管并不固井。

进一步地，上述煤炭地下气化炉构建方法中，其特征在于，所述u型井的主干水平段布置在煤层底部。

本发明的有益效果：充分利用u型多分支对接井技术构建一体化的地下气化炉，把巨厚煤层分为不同层位进行气化开采，它将使得上述问题得以解决，是一种实用性强的发明。该炉型的构建是通过第主干水平井和至少一个第二分支水平井平行、立体布置，利用各分支水平井对巨厚煤层分层进行气化，大大节约了建炉成本，同时，从根本上解决气化巨厚煤层资源浪费的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例主视图

图2为本发明实施例左视图

图3为本发明实施例右视图

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一：

本发明的技术方案：特点在于炉型构建采用u型多分支对接井技术。通过主干水平井在煤层下部构建第一气化通道，与靶点直井对接并沟通。通过主干水平井的垂直段在煤层中、上部施工至少一个二分支水平井，构建第二或第三气化通道，与靶点直井对接但不沟通。先进行主干气化，然后再对上部分支依次进行气化，利用一套注气装置由水平井共用的垂直段依次放入井下不同分支内，产品气体由共用的对接直井依次排出。

如图1所示，一种煤炭地下气化炉炉身结构主要包括：u型井直井段1、对接直井2、主干造斜段4、二分支造斜段3、主干水平段6、二分支水平段5、直井预留侧孔7。

施工直井2穿越岩层8至煤层9底板以上2-3米，下入石油套管并固井，其中在煤层中部偏上2-3米处套管预留侧孔7。

施工u型井直井段1，下入石油套管并固井；继续施工主干造斜段4，下入石油套管并固井；继续施工主干水平段6至直井2底部并沟通，下入打孔的煤层支护管，不固井。

在u型井直井段1内部套管上开窗，施工二分支造斜段3，下入石油套管并固井；继续施工二分支水平段5至预留侧孔7左侧2米左右停钻，下入打孔的煤层支护管，不固井。

在主干水平段6内部下放注气点后退装置并引火开始气化，气体由直井2排出；在二分支水平段5内部下放测温装置，实时监测通道内部温度变化情况，当温度超过一百摄氏度时，对下部注气点后退3-5米。

主干煤炭资源气化完毕后，将测温装置和注气点后退装置提出至地表，检修注气点后退装置无误后下放至二分支水平段5内部，引火开始气化，气体通过预留侧孔7由直井2排出。

若有三分支、四分支，仅需重复上述操作过程。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种煤炭地下气化炉炉身结构，其特征在于，包括：U型井、至少一个分支造斜段和至少一个分支水平段；U型井结构分为直井段、对接直井段、主干水平段和主干造斜段；各所述分支造斜段与直井段连通，各所述分支水平段与各所述分支造斜段连接，各所述分支水平段与所述U型井对接直井段不连通。充分利用U型多分支对接井技术构建一体化的地下气化炉，把巨厚煤层分为不同层位进行气化开采。该炉型的构建是通过主干水平井和至少一个分支水平井平行、立体布置，利用各分支水平井对巨厚煤层分层进行气化，大大节约了建炉成本，同时，从根本上解决气化巨厚煤层资源浪费的问题。本发明还提出了一种煤炭地下气化炉构建方法。

技术研发人员：徐斌;郑林;张树川;杜慧华;徐军
受保护的技术使用者：新疆国利衡清洁能源科技有限公司
技术研发日：2017.06.16
技术公布日：2017.08.22