一种煤炭地下气化化学点火及气化烧嘴系统的制作方法

本实用新型涉及煤炭开采领域，具体为一种煤炭地下气化化学点火及气化烧嘴系统。

背景技术：

煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程。在进行煤炭地下气化时，需要用到气化炉，气化炉一般由进气孔、生产孔(垂直孔)和气化通道组成，采用定向孔技术建立水平煤层通道及将生产孔进行连同，气化炉建设完成后，进气井鼓入气化剂后，在气化炉的生产井端进行点火，产生的煤气经生产孔排出地面供后系统使用，通过连续油管驱动系统控制注气点位置，完成水平通道覆盖煤层的点火、气化。

当前最先进的煤炭地下气化工艺是基于连续管设备进行的移动气化技术，基于移动气化技术，为实现该功能需要连续油管和烧嘴共同来实现，连续油管可以通过地面的驱动系统实现在通道内前后自由移动，烧嘴和连续管连接，跟随连续油管自由移动，地下气化烧嘴是为了实现某些功能专门设计的，所说的某些功能是指注气功能、点火功能、测温等功能，烧嘴在完成设计制作后，将烧嘴连接在地下气化专用的连续油管设备上，通过连续油管将烧嘴下放至煤层通道内，通过地面操作，完成在煤层的点火和煤层的气化过程。

但是，现有的煤炭地下气化点火及气化烧嘴存在以下缺陷：

(1)现有点火方式通常为电点火、焦炭点火、高能燃料点火等，这些点火方式均为在生产井内进行点火，无法实现在煤层任一点进行点火，同时，还需要专门设置高压电缆等结构，既影响气化剂的注入，又提高了成本，影响气化的稳定运行；

(2)现有的气化烧嘴为了实现与连续油管的连接，通常要设置复杂的连接结构，既不利于安装，又提高了烧嘴的成本，同时，当烧嘴损毁时，需要更换整套烧嘴，造成浪费，且影响气化的进程。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供一种煤炭地下气化化学点火及气化烧嘴系统，该装置采用化学点火，能够实现在煤层内的任意位置进行点火，既能够提高气化效果，又能够重复多次使用，减小气化成本，同时，气化烧嘴的结构更简单，既能够降低生产成本，又能够便于安装，且当烧嘴损毁时，只需更换部分结构即可，无需更换整套烧嘴，可以避免浪费、减少维修时间，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种煤炭地下气化化学点火及气化烧嘴系统，包括进气井和生产井，所述进气井和生产井的底端通过位于煤层内的煤层通道连接，且煤层通道内设置有顶端伸出进气井的连续油管；

所述连续油管的内部设置有燃料管，且连续油管与燃料管之间设置有气化剂通道，所述燃料管的内部设置有燃料通道，且燃料管和连续油管的端部设置有烧嘴结构，所述烧嘴结构包括固定安装在连续油管端部内侧的气化剂流向控制环，所述燃料管的端部外侧套设有燃料管固定环，且燃料管固定环与气化剂流向控制环之间通过连接支架固定连接。

进一步地，所述气化剂流向控制环的外侧设置有平口端，且气化剂流向控制环的内侧设置有斜口端，所述平口端和斜口端上均设置有若干个小结构安装槽。

进一步地，所述平口端的外侧面设置有热电偶固定孔，且热电偶固定孔的内侧设置有扩大端。

进一步地，所述连续油管在烧嘴结构的内侧设置有内凹环形限位槽，且连续油管在烧嘴结构的外侧设置有限位卡环。

进一步地，所述燃料管的端部伸出连续油管的端部，且伸出的长度为10-15㎜。

进一步地，所述连续油管与进气井井口的连接处设置有密封圈，且连续油管的顶端连接有油管驱动装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型用化学点火，能够实现在煤层内的任意位置进行点火，既能够提高气化效果，又能够重复多次使用，减小气化成本；

(2)本实用新型的气化烧嘴结构更简单，既能够降低生产成本，又能够便于安装，且当烧嘴损毁时，只需更换部分结构即可，无需更换整套烧嘴，可以避免浪费、减少维修时间，避免影响气化的进程。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的连续油管横截面结构示意图；

图3为本实用新型的连续油管竖截面结构示意图。

图中标号：

1-进气井；2-生产井；3-煤层通道；4-连续油管；5-燃料管；6-气化剂通道；7-燃料通道；8-烧嘴结构；9-密封圈；10-油管驱动装置；

801-气化及流向控制环；802-燃料管固定环；803-连接支架；804-平口端；805-斜口端；806-小结构安装槽；807-热电偶固定孔；808-扩大端；809-内凹环形限位槽；810-限位卡环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种煤炭地下气化化学点火及气化烧嘴系统，包括进气井1和生产井2，进气井1和生产井2的底端通过位于煤层内的煤层通道3连接，且煤层通道3内设置有顶端伸出进气井1的连续油管4，连续油管4与进气井1井口的连接处设置有密封圈9，且连续油管4的顶端连接有油管驱动装置10。

在油管驱动装置10的驱动下，能够使连续油管4在煤层通道3内移动，现有的技术中，通常在连续油管4的端部安装气化烧嘴，实现煤炭的移动气化，但是为了实现气化烧嘴与连续油管4的连接，通常要设置复杂的连接结构，既不利于气化烧嘴的安装，又提高了气化烧嘴的成本，且点火通常为电点火、焦炭点火、高能燃料点火等，这些点火方式均为在生产井2内进行点火，无法实现在煤层任一点进行点火，同时，还需要专门设置高压电缆等结构，既影响气化剂的注入，又提高了成本，影响气化的稳定运行。

连续油管4的内部设置有燃料管5，且连续油管4与燃料管5之间设置有气化剂通道6，燃料管5的内部设置有燃料通道7，气化剂通道6用于通入气化剂，燃料通道7用于通入燃料，且燃料管5的长度与连续油管4的长度相当，燃料管5和连续油管4的端部设置有烧嘴结构8。

烧嘴结构8包括固定安装在连续油管4端部内侧的气化剂流向控制环801，气化剂流向控制环801主要是改变气化剂的流向，使气化剂更好的在煤层通道内扩散，该部分采用直角梯形设计，外壁尺寸略小于连续油管4内径，总长度在30-80mm之间。

气化剂流向控制环801的外侧设置有平口端804，且气化剂流向控制环801的内侧设置有斜口端805，平口端的设计有助于增加该处的机械强度，防止下放过程中因为刮碰导致烧嘴变形，平口端804进入连续油管4的深度在10-30mm，斜口端805的斜角略大于30°，平口端804和斜口端805上均设置有若干个小结构安装槽806，小结构安装槽806可以由压管器压出，用于安装烧嘴的各个零件、小结构，当然也可以通过焊接的方式将这些小结构固定，避免其前后移动，通过将烧嘴的结构分开，并安装在小结构安装槽806内，能够降低其生产成本，又能够便于安装，且当烧嘴损毁时，只需更换部分结构即可，无需更换整套烧嘴，可以避免浪费、减少维修时间，避免影响气化的进程。

燃料管5的端部伸出连续油管4的端部，且伸出的长度为10-15㎜，将燃料管5的端部设置为略伸出连续油管4，能够避免点火时，火焰在连续油管4内燃烧，避免烧坏烧嘴。

燃料管5的端部外侧套设有燃料管固定环802，且燃料管固定环802与气化剂流向控制环801之间通过连接支架803固定连接，燃料管固定环802位于整个部分中心位置，燃料管固定环802内径略大于燃料管5外径，长度小于烧嘴内结构长度，设计长度在30-50mm，燃料管固定环802用于固定燃料管5，连接支架803采用片状设计，片状结构宽度不大于燃料管固定环802的长度，厚度不大于3mm，用于连接整个结构，使其更稳定。

在点火时，先通入气化剂(氧气、空气等)，然后通过能够自燃的燃料，当燃料和氧气接触发生火花时，再通过燃料管5通入助燃气体，如甲烷、乙烷等助燃气体，使燃料在烧嘴前端持续燃烧，通过长时间燃烧将煤层引燃，形成新的火区，当该段煤层完全气化后，后撤连续油管4，实现再一次点火、气化过程，通过这样的设计，能够实现在煤层内的任意位置进行点火，既能够提高气化效果，又能够重复多次使用，减小气化成本。

平口端804的外侧面设置有热电偶固定孔807，且热电偶固定孔807的内侧设置有扩大端808，热电偶固定孔807用于安装热电偶，以实现测温功能，在安装时，可以在热电偶的端部安装卡扣，当热电偶插入热电偶固定孔807时，卡扣能够卡合在扩大端808内，保证热电偶不会缩回到连续油管4内，同时也可以保证热电偶端头在烧嘴内部，防止其在下放过程中损坏。

连续油管4在烧嘴结构8的内侧设置有内凹环形限位槽809，且连续油管4在烧嘴结构8的外侧设置有限位卡环810，通过设置内凹环形限位槽809和限位卡环810，能够对烧嘴结构8进行限位，避免其滑动，用心气化效果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。