地下气化炉出气输配系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种成本低廉，便于操作的地下气化炉出气输配系统，包括孔口构件和与孔口构件连接的管道构件，其特征在于，所述孔口构件包括从下到上依次连接的第一三通管(G1)、第一闸阀(S4)、第二三通管(G2)和第二闸阀(S10)，所述第一三通管(G1)的一端与出气钻孔连接；所述管道构件包括：与第一三通管(G1)连接的气化剂管道(10)和与第二三通管(G2)连接的煤气管道(20)。本实用新型第一三通管与第二三通管管道压力等级不同，可根据不同的压力等级选择不同的管道材料，降低成本；同时第二闸阀的另一端未连接处于放空状态，可作为放散管口。
【专利说明】地下气化炉出气输配系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地下气化炉出气输配系统，具体涉及一种无井式地下气化地面管网设计的孔口构件和管道构件。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化，又称气化采煤，是一种直接把煤在地下进行气化成煤气，在煤气送到地面上的一种采煤方式。在无井式煤炭地下气化就是不用打矿井、隧道，而是用打钻的方法，通过钻孔对煤炭进行地下气化的。
[0003]无井煤炭地下气化过程由下阶段组成:首先从地表想煤层钻进垂直(或倾斜)钻孔。在煤层上方(地表上)按照一定网格布置并钻进的钻孔(包括供给压缩空气的进气孔和排出生成煤气的出气孔)形成的空间，称为地下气化炉。然后对钻孔在煤层中实行孔底火力贯通，形成气化通道。通过气化通道将煤层点燃，使煤炭经过燃烧(氧化作用)发生气化、生产煤气，并通过出气孔将煤气送往地上，供客户使用。其中联系各进、出气钻孔的地面管道(管网)是气化炉构建不可或缺的重要环节。
[0004]因此，有必要创造一种成本更低廉，操作更方便的孔口构件和管道构件。
实用新型内容
[0005]本实用新型基于上述情况而提出，其目的在于提供一种成本低廉，便于操作的地下气化炉出气输配系统，具体讲，本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统包括孔口构件和与孔口构件连接的管道构件，其中，所述孔口构件包括从下到上依次连接的第一三通管G1、第一闸阀S4、第二三通管G2和第二闸阀S10，所述第一三通管Gl的一端与出气钻孔连接；所述管道构件包括:与第一三通管Gl连接的气化剂管道10和与第二三通管G2连接的煤气管道20。所述孔口构件是连接出气钻孔和出气管道构件的结构。所述管道构件是连接孔口构件和总管网的结构。
[0006]此种结构设置，由于第一三通管Gl与第二三通管G2管道压力等级不同，因此能够根据不同的压力等级选择不同的管道材料，降低成本；同时在钻孔需要检修时，通过关闭第一闸阀S4可切断钻孔与总管网的连通，方便操作；同时，由于第二闸阀SlO的其中一端连接第二三通管G2，而另一端未连接，处于放空状态，因此可以作为放散管口，用于在需要的时候将流经第二三通管G2内的少量不合格物料排散。
[0007]下面通过从本实用新型的构思中优选的技术方案更进一步的说明实现本实用新型的技术目的可以选用的技术方案及产生的有益效果，其不作为本实用新型技术方案的限制。
[0008]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述第二三通管G2上设置有取样口。
[0009]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述第一三通管Gl的另一端通过标准结构形式连接有压力测量装置。当所述管道构件被拆卸掉后，所述第一三通管Gl形成一个压力测量结构。
[0010]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述第二三通管G2上连接有温度测量装置。当所述管道构件被拆卸掉后，所述第二三通管G2形成一个温度测量结构。
[0011]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述气化剂管道10上，沿物料的流动方向依次设置有阀门Si和流量测量装置。所述流量计采用标准结构形式连接在气化剂管道10上。
[0012]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述煤气管道20上，沿煤气的流动方向依次设置有流量测量装置和阀门S3。
[0013]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述煤气管道20上，在所述流量测量装置和阀门S3之间设置有分支管道40。
[0014]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述煤气管道20上设置有管道补偿结构。
[0015]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述煤气管道20的至少一部分管道设计成管道补偿结构。
[0016]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述管道补偿结构为波纹膨胀节。
[0017]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述管道补偿结构为弯曲形式。
[0018]根据本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统，优选地，所述管道补偿结构采用直角弯式设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图1是本实用新型的孔口构件的结构示意图。
[0020]附图2是本实用新型的包括孔口构件和管道构件的地下气化炉出气输配系统的示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了更具体的说明本实用新型通过哪些具体的实施方式而达到相应的技术目的，下面将结合上述附图进一步阐述本实用新型及其优选的技术方案的具体技术手段及有益效果，进而使本实用新型更容易理解。
[0022]上述附图中各标号分别代表:G1-第一三通管，G2-第二三通管；A1-取样口，S4-第一闸阀，SlO-第二闸阀，5-法兰，6-法兰；P7-压力测量装置；S2-阀门，S3-阀门，S8-阀门，S9-阀门；10-气化剂管道，20-煤气管道，30-放散管道，40-分支管道；L1_流量测量装置，L2-流量测量装置，L3-流量测量装置；11_中压气化剂总管道，21-煤气总管道，31-低压气化剂总管道。
[0023]在本实用新型提供的技术方案及其优选的技术方案的示意性实施方式中，地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】如下:
[0024]参见附图1，本实用新型提供的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，包括孔口构件和与所述孔口构件连接的管道构件，所述孔口构件包括从下到上依次连接的第一三通管G1、第一闸阀S4、第二三通管G2和第二闸阀S10，所述第一三通管Gl的一端与出气钻孔连接；所述管道构件包括:与第一三通管Gl连接的气化剂管道10和与第二三通管G2连接的煤气管道20。
[0025]此种结构设置，由于第一三通管Gl以及与其连接的气化剂管道10和第二三通管G2以及与其连接的煤气管道20的压力等级不同，因此能够根据不同的压力等级选择不同的管道材料，减少压力等级高的材料的使用量，降低成本；同时在钻孔需要检修时，通过关闭第一闸阀S4可切断钻孔与总管网的连通，方便操作；同时，由于第二闸阀SlO的一端连接第二三通管G2，而另一端未连接，处于放空状态，因此可以作为放散管口，用于在需要的时候将流经第二三通管G2内的不合格物料排散。
[0026]由于气化剂管道10在地下气化过程中仅在压力贯通压裂阶段使用，而后续不再使用，因此，所述气化剂管道10优选用于通入中压气化剂，供中压气化剂流经第一三通管Gl进入钻孔。所述管道构件与孔口构件的连接可以采用现有技术中的任何连接方式，如焊接。当地下气化压力贯通压裂阶段完成之后，煤气从钻孔流出，此时打开第一闸阀S4使出气钻孔与第二三通管G2连通，并关闭第二闸阀SlO使第二三通管G2与煤气管道20连通，进而使从钻孔流出的煤气从煤气管道20流出。另外，当地下气化工艺要求将煤气放散时(如煤气组分不合格时)，可通过调节第一闸阀S4和第二闸阀SlO使从钻孔流出的煤气依次流经第一三通管G1、第一闸阀S4、第二三通管G2和第二闸阀S10，通过放散管道30排散。
[0027]该优选技术方案的【具体实施方式】，当地下气化处于不同阶段时，第一闸阀S4有利于控制从钻孔流出或者流入钻孔的物料，例如:当地下气化处于压裂阶段时，由于只需通入中压气化剂，此时可调节第一闸阀S4为关闭状态，压力测量装置则可显示该钻孔的压力，便于监测压力变化，降低事故发生风险。在另一优选的技术方案的【具体实施方式】中，压力测量装置、流量测量装置的连接均采用标准结构形式，方便拆卸及再利用，降低气化炉建造成本。
[0028]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述第二三通管G2上设置有取样口，可以方便监测流经第二三通管G2内的物料参数或物料变化状态，或者将物料取出再进行检测。
[0029]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述管道构件与孔口构件通过法兰连接。气化剂管道10和/或煤气管道20可根据需求任意拆卸。这样，当钻孔出现异常情况需要检修时，方便拆卸。另外，当气化剂管道10和煤气管道20被拆卸掉后，第一三通管Gl形成一个压力测量结构，可在地下气化的下一个阶段或在下个钻孔继续使用，同时，当一个钻孔达到使用寿命时，管道构件整体可重复使用，降低成本。
[0030]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述第一三通管Gl的另一端通过标准结构形式连接有压力测量装置。当所述管道构件被拆卸掉后，所述第一三通管Gl形成一个压力测量结构。该优选的技术方案的好处有:第一，所形成的压力测量结构在地下气化的下一个阶段可继续使用，压力测量装置可监测钻孔压力的变化情况，降低成本，便于及时发现钻孔过程中的压力问题；第二，该压力测量结构也可投入下个钻孔继续使用，用以监测钻孔压力的变化情况，降低成本；第三，当一个钻孔达到使用寿命时，管道构件可以全部平移到下个钻孔继续使用，降低成本。
[0031]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述第二三通管G2上连接有温度测量装置。当所述管道构件被拆卸掉后，所述第二三通管G2形成一个温度测量结构。该优选的技术方案的好处有:第一，所形成的流量测量结构在地下气化的下一个阶段可继续使用，降低成本；第二，当一个钻孔达到使用寿命时，其管道构件可以全部平移到下个钻孔继续使用，降低成本。
[0032]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述气化剂管道10上，沿物料的流动方向依次设置有阀门SI和流量测量装置。所述流量测量装置采用标准结构形式连接在气化剂管道10上。所述阀门SI用于控制气化剂的输入，例如，当地下气化压力贯通压裂阶段完成之后，关闭阀门Si即可切断气化剂进入第一三通管G1。所述流量测量装置用于测量当阀门SI打开时流经气化剂管道10进入第一三通管Gl的气化剂的量。采用标准结构形式进行连接，方便拆卸和重复使用，降低成本。
[0033]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述煤气管道20上，沿煤气的流动方向依次设置有流量测量装置和阀门S3。所述阀门S3用于控制煤气的输出，所述流量测量装置用于监测流经煤气管道20的煤气的量。
[0034]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述煤气管道20上，在所述流量测量装置和阀门S3之间设置有分支管道40。根据工艺需要，当要求煤气管道20内的煤气流入分支管道40时，可关闭阀门S3，此时流量测量装置即监测流入分支管道40的煤气的量。另外，当地下气化过程完成压力贯通压裂阶段之后，所述分支管道40可用于通入低压气化剂，此时，煤气管道20则供低压气化剂流通。需要说明的是:煤气管道20供低压气化剂流通时，低压气化剂在煤气管道20内的流动方向，与煤气管道20供煤气流通时，煤气在煤气管道20中的流动方向相反，前者是从分支管道40流入煤气管道20，流经第二三通管G2和闸阀S4，最终流入钻孔，后者是从钻孔流出煤气，流经闸阀S4和第二三通管G2，流入煤气管道20，最终流入煤气总管道。
[0035]该优选技术方案的【具体实施方式】，在煤气管道上设置有分支管道40，分支管道40与煤气管道分别连接不同的管网，使煤气管道不仅可供从钻孔流出的煤气流通，还可供从分支管道40流入的气化剂流通，这样，在地下气化处于不同阶段时，可以根据工艺需求选择煤气管道和分支管道40的用途。
[0036]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述分支管道40上设置有阀门，用于控制物料的流入或流出。当地下气化过程处于压力贯通压裂阶段时用于注入不同的气化剂，并通过分支管道40上设置的阀门，来实现进入钻孔的不同气化剂的切换和控制。
[0037]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述分支管道40上设置有两个阀门，用于控制物料的流入或流出，实现进入钻孔的不同气化剂的切换和控制。
[0038]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述分支管道40上设置有两个阀门8和9，分别设置在分支管道40的两端，并且在阀门8和阀门9之间设置有流量测量装置L3。用于控制物料的流入或流出。
[0039]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述煤气管道20上设置有管道补偿结构。在地下气化炉正常运行过程中，由于钻孔内套管热胀冷缩或地面自然沉降而产生应力，容易导致孔口构件的进气口偏离钻孔或管道变形，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统，通过设置管道补偿结构来补偿因钻孔上下位移对管道造成的应力，不同程度的解决了地面管网由于应力而造成的管道变形问题。
[0040]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述管道补偿结构为波纹膨胀节，其作用是补偿管道与钻孔之间因热胀冷缩或地面自然沉降而产生的对管道的应力。
[0041]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述煤气管道20的至少一部分管道设计成管道补偿结构。当地下气化炉正常运行时，即:煤气管道20通入低压气化剂，以及煤气管道20正常输送煤气时，其运行时间长，由于钻孔内套管热胀冷缩或地面自然沉降而产生应力，容易导致孔口构件的进气口偏离钻孔或管道变形，所述管道补偿结构优选的优选形式是在低压气化剂管道的至少一部分管道设计成补偿结构，用于补偿管道与钻孔之间因热胀冷缩或地面自然沉降而产生的对管道的应力。
[0042]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述管道补偿结构为弯曲形式。将管道自身设计成弯曲的形式，通过管道的自身弹性来补偿因钻孔上下位移对管道造成的应力。
[0043]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述管道补偿结构采用直角弯式设计，设计简易，实施容易，降低成本。
[0044]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述第二三通管的最高处距离地面的高度为0.5-2.5米。本实用新型提供的一个优选的【具体实施方式】中，所述第二三通管的最高处距离地面的高度为1.5米。以便于操作。
[0045]参见附图2，本实用新型提供的优选的地下气化炉出气输配系统的【具体实施方式】，所述第一闸阀S4最高处距离地面的高度为0.2-2米。本实用新型提供的一个优选的【具体实施方式】中，所述第一闸阀S4最高处距离地面的高度为1.2米，以便于操作。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并不作为本实用新型的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术构思的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰所得到的技术方案应当视为等同变化的等效实施例，视为未脱离本实用新型技术方案的内容，因此，依据本实用新型的技术方案实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型所保护的技术方案的范围内。
【权利要求】
1.地下气化炉出气输配系统，包括孔口构件和与孔口构件连接的管道构件，其特征在于，所述孔口构件包括从下到上依次连接的第一三通管(G1)、第一闸阀(S4)、第二三通管(G2)和第二闸阀(SlO)，所述第一三通管(Gl)的一端与出气钻孔连接；所述管道构件包括:与第一三通管(Gl)连接的气化剂管道(10)和与第二三通管(G2)连接的煤气管道(20)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二三通管(G2)上设置有取样口。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一三通管(Gl)的另一端通过标准结构形式连接有压力测量装置。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二三通管(G2)上设置有温度测量装置。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化剂管道(10)上，沿物料的流动方向依次设置有阀门(SI)和流量测量装置(LI)，所述流量测量装置(LI)采用标准结构形式连接在气化剂管道(10)上。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤气管道(20)上，沿煤气的流动方向依次设置有流量测量装置(L2)和阀门(S3)。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述煤气管道(20)上，在所述流量测量装置(L2)和阀门(S3)之间设置有分支管道(40)。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤气管道(20)上设置有管道补偿结构。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述管道补偿结构为波纹膨胀节。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述管道补偿结构为弯曲形式。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述管道补偿结构采用直角弯式设计。
【文档编号】E21B34/02GK203925415SQ201420221330
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】邢浩, 桂谢文 申请人:新奥气化采煤有限公司