一种多层煤层的气化炉和煤层气化方法_4

文档序号:9322537阅读:来源:国知局
施例中,所述次分支井21与所述气化通道7相连。所述次分支井提供分支通道用于注气,气化通道用于为煤层气化后所获得的燃气提供输出的通道。在出气井与气化通道的连接处,可以设置筛管,用于收集所产生的燃气,所述出气井用于将所收集的燃气输出到地面。
[0118]当对第一煤层工作面51进行气化时,在分支井21和分支井23之间设置封隔装置8,在分支井21的分支窗口处设置导向装置9。所述封隔装置8用于封隔注气井I中的介质不进入分支井23中。此时,再分别对次分支井所在的煤层气化区域进行气化。当对次分支井211所在的煤层气化区域进行气化时,在其余次分支井的分支窗口处设置封隔装置8,在次分支井211的分支窗口处设置导向装置9,所述封隔装置8用于封隔分支井21中的介质不进入其余次分支井中而进入次分支井211中,同时次分支井211分支窗口处的导向装置,也可以由设置在临近次分支井窗口处的斜向器来实现。这里的介质,通常情况下指的是气化剂。另外,在出气井41、42……4x的第一煤层工作面51和第二煤层工作面52之间的段,设置封隔装置8。
[0119]相应的,当结束了第一煤层工作面51的气化过程,需要对第二煤层工作面52进行气化时,在分支井21的窗口处设置封隔装置8,使注气井I中的介质不进入分支井21中,而进入分支井23中。在分支井23的分支窗口处设置导向装置9,此时,再分别对次分支井所在的煤层气化区域进行气化。当对次分支井231所在的煤层气化区域进行气化时,在次分支井232的分支窗口处设置封隔装置8,在其余次分支井的分支窗口处设置导向装置9,所述封隔装置8用于封隔分支井23中的介质不进入其余次分支井中而进入次分支井231中,同时次分支井231分支窗口处的导向装置,也可以由设置在临近次分支井窗口处的斜向器来实现。这里的介质,通常情况下指的是气化剂。另外,在出气井41、42……4x与第一煤层工作面51的相接处,设置分隔器,使得产生的燃气顺利输出到地面,而不会进入到第一煤层的气化通道中。
[0120]优选的,所述出气井41、42……4x为垂直井,所述出气井41、42……4x与所述气化通道可以通过筛管10相连。
[0121]优选的,本实施例的分支井2、3及次分支井21、22……211、31、32吣..3?采用玻璃筛管支护结构,所述玻璃筛管的开孔率为I %?5 %,其中开孔率优选为3 %。
[0122]下面结合附图4,说明一下本实施例中的多层煤层气化的煤层气化炉的气化过程。
[0123]本实施例所述的煤层气化炉的气化工艺如下:
[0124]步骤S40,煤层气化炉钻孔施工结束后,在分支井21和分支井23之间、分支井22和分支井24之间,分别设置封隔装置8,在出气井41……4x下半段第一煤层51和第二煤层52之间分别均设置封隔器8。
[0125]步骤S41,贯通第一煤层的气化通道71。贯通注气井12的分支井22及位于其延伸方向上的出气井41、42……4x形成气化通道71,同时贯通位于分支井21上的次分支井211……21η处的气化通道,使得出气井41、42……4χ具备输出气体的能力。
[0126]步骤S42,在分支井21的分支窗口处下放导向装置9。通过导向装置将注气装置通过注气井11下放至分支井21中。在次分支井212、213……21η的分支窗口处下放封隔装置8,保证介质不会进入次分支井212、213……21η中,而进入次分支井211中,同时,在次分支井211的分支窗口处下放导向装置9,通过导向装置的导向作用,将下放到分支井21中的注气装置下放至次分支井211中。上述下放封隔装置和导向装置的过程可通过连续油管或定向钻设备实现。
[0127]步骤S43,将连续油管注气装置沿次分支井211下放至待气化煤层的工作面51的注气点2111处。
[0128]步骤S44,调整所述注气装置的工艺参数,进行逆向引火、气化通道71加工,及工作面51的注气点2111的煤层气化,具体如下:
[0129]步骤S44A,依据气化区可气化煤层的厚度和储量等参数,控制注入气化剂流量、压力和氧浓度等参数;
[0130]步骤S44B,用逆向燃烧方式实现连续加工气化通道71和地下气化规模产气;
[0131]步骤S44C,随时调整注入气化剂参数,保证煤气组分和热值处于相对稳定状态;
[0132]步骤S44D,依据气化燃煤速度、煤气热值和组分及可气化煤层储量情况,确定预定气化位置的煤层气化工作时间;
[0133]步骤S44E,当注气点2111的煤层气化结束时,控制连续油管注气装置移动至下一个注气点。
[0134]步骤S45,在下一个注气点2112处重复步骤S44,当注气点2112的煤层气化结束时,控制连续油管注气装置移支至下下一个注气点,直至移动到注气点211η并完成相应煤层的气化,此时,次分支井211的煤层气化结束。
[0135]步骤S46,从所述分支井211中提出注气装置及导向装置,同时从所述羽状分支井的下一个分支井212中提出封隔装置8,采用连续油管或定向钻设备在次分支井211与次分支井212的分支窗口间下放封隔装置8,封隔注气井I内介质,防止介质进入次分支井211中,同时在次分支井212的分支窗口处下放导向装置9,用导向装置将所述连续油管注气装置下放至次分支井212内。
[0136]步骤S47,将所述连续油管注气装置下放至次分支井212的气化工作面51的注气点2121处,重复步骤S44,开始分支井212的相应注气点处煤层的气化过程.
[0137]步骤S48,重复步骤S45?步骤S47,完成包在次分支井212在内的所有η个分支井211?21η的注气点相应煤层的所化,从而完成第一煤层工作面51的气化。
[0138]步骤S49,提出在分支井21与分支井23之间的封隔装置8,同时提出分支井21及所属次分支井中的导向装置9和封隔装置8。在分支井21的分支窗口处下放封隔装置8,封隔注气井11内介质,防止介质进入分支井21中。
[0139]步骤S410,贯通第二煤层的气化通道72。贯通注气井12的分支井24及位于其延伸方向上的出气井41、42……4χ形成气化通道72,同时贯通位于分支井23上的次分支井231......23η处的气化通道。
[0140]步骤S411,在分支井23的分支窗口处下放导向装置9,通过导向装置将注气装置通过注气井11下放至分支井23中。在次分支井232的分支窗口处下放封隔装置8,保证介质不会进入次分支井232中,而进入次分支井231中,同时,在次分支井231的分支窗口处下放导向装置9,通过导向装置的导向作用,将下放到分支井23中的注气装置下放至次分支井231中。提出出气井41、42……4χ的第一煤层工作面51和第二煤层工作面52之间的封隔装置8,在第一煤层工作面51与出气井的相接处下入封隔装置8,从而保证所产生的燃气在输出时,不会进入第一煤层,而顺利输出到地面。上述下放封隔装置和导向装置的过程可通过连续油管或定向钻设备实现。
[0141]步骤S412,重复步骤S43至步骤S48,完成次分支井231、232……23ρ所在的第二煤层工作面52的气化。
[0142]通过上述本实施例的煤层气化炉的炉型结构及其工作过程的说明,可见本实施例所述的煤层气化炉实现了对气化剂的定点、定量的注入,从而实现了气化过程可控,避免了煤层气化过程不同气化炉之间的相互干扰,产气过程稳定,气体成分可控,满足对燃气进一步深加工的需求,整个操作过程简单、方便、安全,同时建炉成本低廉,有效提高单井的气化采煤量、降低建炉钻井成本及地面建设、运营成本,同时提高了注气井的寿命周期。
[0143]本发明第二实施方式为煤层气化方法,包括两个实施例,具体说明如下:
[0144]图5所示为本发明第四实施例的多层煤层气化方法流程示意图。
[0145]如图5所示,本实施例的多层煤层气化方法,包括如下步骤:
[0146]步骤S01,采用封隔装置封隔非工作状态煤层的分支井与工作状态煤层的分支井、注气井之间的通道。
[0147]优选的,本步骤中,各个待气化的煤层通过一个注气井在气化的过程中对煤层注入气化剂,为了防止各个煤层之间的相互干扰,将各个煤层分别分时间段的进行气化,如此,工作煤层所产生的燃气不会与其余煤层的气化剂相互影响,提高了煤层的气化效率。采用封隔装置分隔各个煤层,在具体的实现过程中,是封隔各个煤层分支井,保证气化剂可以进入工作煤层的分支井中,而不会进入非工作煤层的分支井中。这一封隔过程在煤层的气化通道与出气井进行贯通之前进行。
[0148]步骤S02,贯通工作状态煤层的出气井与气化通道。
[0149]本步骤对每一工作煤层在准备进入气化状态时,均进行一次贯通。这里的贯通在每一工作煤层与其他煤层封隔完成后、气化工作开始前进行。
[0150]步骤S03,在工作状态煤层的分支井中设置注气点。
[0151]对于工作状态的分支井,也是通过分区域的方式进行相应的煤层气化。具体的,在工作状态的分支井上,预先设置注气点,当注入气化剂时,将所述注气装置下放到分支井的注气点处,对相应注气点处的煤层气化区进行注气,从而进行相应的气化。
[0152]步骤S04,采用导向装置将注气装置引导至工作状态煤层的分支井中对应待气化煤层区的注气点。
[0153]在具体实现时,通过在工作状态的分支井的分支窗口处下放导向装置,通过导向装置的导向作用将注气装置下放至所述工作状态分支井的待气化煤层区的相应注气点。
[0154]图6所示为本发明第四实施例的多层煤层气化方法流程示意图。
[0155]如图6所示,本实施例的多层煤层气化方法,包括如下步骤:
[0156]步骤S0,在第一煤层的分支井与第二煤层的分支井间下放封隔装置。
[0157]步骤SI,贯通第一煤层的气化通道与出气井。
[0158]在所
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