多點(diǎn)注氣地下氣化爐及多點(diǎn)注氣地下氣化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多點(diǎn)注氣地下氣化爐及多點(diǎn)注氣地下氣化方法，沿煤層產(chǎn)狀設(shè)有至少兩個(gè)平行布置的注氣井，注氣井內(nèi)設(shè)置有可控連續(xù)注氣裝置，可控連續(xù)注氣裝置的一端與氣化劑輸配管連接，另一端置于氣化爐工作面的注氣點(diǎn)處，距離注氣井通道內(nèi)初始注氣點(diǎn)的末端附近設(shè)有至少一個(gè)出氣井。采用逆向燃燒方式，通過(guò)連續(xù)或間斷拖動(dòng)各注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)位置，并依據(jù)產(chǎn)氣狀況調(diào)整注氣參數(shù)，無(wú)需重復(fù)點(diǎn)火，避免在注氣點(diǎn)后退過(guò)程中氣化爐溫度場(chǎng)的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作面整體逆向擴(kuò)展氣化采煤，得到組分穩(wěn)定的合成煤氣，降低氣化生產(chǎn)階段操作難度，保證產(chǎn)出的煤氣品質(zhì)；多個(gè)進(jìn)氣井分散給工作面輸送含氧氣化劑，增加單位時(shí)間內(nèi)燃燒工作面積，從而擴(kuò)大地下氣化的產(chǎn)量規(guī)模。
【專利說(shuō)明】多點(diǎn)注氣地下氣化爐及多點(diǎn)注氣地下氣化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)注氣地下氣化爐及多點(diǎn)注氣地下氣化方法，屬于煤炭地下氣化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]煤炭地下氣化是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。氣化工作面是氣化爐內(nèi)氣化劑與煤層發(fā)生燃燒氣化反應(yīng)生產(chǎn)煤氣的主要區(qū)域，通常情況下，一個(gè)氣化爐有一個(gè)以上的氣化工作面，每個(gè)工作面有一個(gè)以上的注氣點(diǎn)。氣化工作面的氣化劑由進(jìn)氣井注入，注氣點(diǎn)的布置及注氣控制決定了氣化工作面的產(chǎn)氣品質(zhì)及產(chǎn)量，氣化爐的注氣點(diǎn)布置與注氣控制是地下氣化成敗的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，美國(guó)的受控注入點(diǎn)后退氣化工藝(簡(jiǎn)稱:CRIP工藝)是把定向鉆和反向燃燒結(jié)合在一起，首先打出豎直鉆孔作為產(chǎn)氣井，再打定向鉆孔到達(dá)煤層后，繼續(xù)沿煤層底板打水平鉆孔，直至水平鉆孔與出氣孔相交，然后在定向鉆孔中放置支護(hù)套管。開始?xì)饣瘯r(shí)，采用移動(dòng)點(diǎn)火器在靠近出氣孔的注氣點(diǎn)點(diǎn)火，點(diǎn)火后燒掉一段支護(hù)套管并點(diǎn)燃煤體，控制注氣氣化直至煤氣組分顯著下降時(shí)，調(diào)節(jié)注入點(diǎn)，使其后退至相當(dāng)于一個(gè)燃空區(qū)長(zhǎng)度的距離，再點(diǎn)火燒掉一段套管形成新的燃燒氣化區(qū)，如此逐段向定向鉆井的煤點(diǎn)移動(dòng)，從CRIP工藝的整個(gè)過(guò)程分析可知，其氣化工作面是通過(guò)拖動(dòng)連續(xù)管及點(diǎn)火器，實(shí)現(xiàn)重復(fù)點(diǎn)火燃燒并氣化產(chǎn)氣的過(guò)程，工作面產(chǎn)氣為注氣點(diǎn)的后退及控制注氣氣化產(chǎn)氣。
[0004]由于上述CRIP工藝具只有一個(gè)注氣通道，而單個(gè)注氣通道致使氣化工作面小，必然直接導(dǎo)致其較小的產(chǎn)量規(guī)模；又由于此工藝是間歇性重復(fù)點(diǎn)火，在點(diǎn)火過(guò)程中，氣化爐的溫度場(chǎng)就會(huì)有波動(dòng)，容易造成產(chǎn)品氣體組分的波動(dòng)，使產(chǎn)品的組分不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種多點(diǎn)注氣地下氣化爐及應(yīng)用其的氣化方法，能夠解決氣體產(chǎn)品產(chǎn)量低及其組分波動(dòng)大的問題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種多點(diǎn)注氣地下氣化爐，沿煤層產(chǎn)狀設(shè)有至少兩個(gè)平行布置的注氣井，所述注氣井內(nèi)設(shè)置有可控連續(xù)注氣裝置，所述可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管的一端與氣化劑輸配管連接，另一端置于氣化爐工作面的注氣點(diǎn)處，距離所述注氣井通道內(nèi)初始注氣點(diǎn)的末端附近設(shè)有至少一個(gè)出氣井。
[0008]進(jìn)一步的，所述可控連續(xù)注氣裝置為連續(xù)油管注氣裝置或拉管式注氣裝置。
[0009]進(jìn)一步的，所述注氣井的水平通道之間的間距為0.5?4倍的煤層采高。
[0010]進(jìn)一步的，所述注氣井內(nèi)位于煤層段的通道為裸孔結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選的，所述裸孔內(nèi)設(shè)有支護(hù)篩管。
[0012]一種多點(diǎn)注氣地下氣化方法，采用上述多點(diǎn)注氣地下氣化爐，包括如下步驟:
[0013]步驟一、建立多點(diǎn)注氣地下氣化爐的進(jìn)氣井、點(diǎn)火區(qū)和出氣通道，在可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管內(nèi)注入含氧氣化劑，并對(duì)所述注氣井內(nèi)的初始注氣點(diǎn)進(jìn)行引火；
[0014]步驟二、引火成功后，調(diào)整注氣工藝參數(shù)直至得到符合要求的煤氣組分和熱值，連續(xù)注氣生產(chǎn)合格煤氣；
[0015]步驟三、觀測(cè)煤氣組分和熱值，當(dāng)煤氣的有效組分和熱值中的任何一個(gè)參數(shù)值下降超過(guò)20%時(shí)，向后拖動(dòng)可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管，以朝后退方向調(diào)整注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的后退位置，并觀測(cè)氣化煤氣組分和熱值恢復(fù)情況，使注氣點(diǎn)在回退過(guò)程中也始終保持點(diǎn)燃反應(yīng)狀態(tài)；
[0016]步驟四、當(dāng)注氣點(diǎn)后退至距離引火區(qū)超過(guò)I倍的初次垮落步距時(shí)，判斷煤層頂板巖石垮落、沉降位移對(duì)燃空區(qū)的填充情況；
[0017]步驟五、當(dāng)所述燃空區(qū)的頂板初次垮落填充形成后，重復(fù)步驟三，在穩(wěn)定氣化產(chǎn)氣前提下，繼續(xù)朝后退方向調(diào)整注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的位置，直至所述注氣點(diǎn)后退至注氣井的入煤點(diǎn)位置處，地下工作面氣化生產(chǎn)結(jié)束。
[0018]所述后退方向是指:注氣井內(nèi)可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管的回退方向。
[0019]進(jìn)一步的，所述含氧氣化劑的氧濃度不小于20%。
[0020]進(jìn)一步的，所述引火時(shí)的所述氣化劑流量不大于3000Nm3/h。
[0021]優(yōu)選的，所述引火時(shí)的所述氣化劑流量范圍為800-2000Nm3/h。
[0022]進(jìn)一步的，所述含氧氣化劑的組分為富氧，或?yàn)楦谎?水，或?yàn)楦谎?水蒸氣，或?yàn)榧冄?水，或?yàn)榧冄?水蒸氣。
[0023]進(jìn)一步的，所述注氣井與所述可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管之間的環(huán)空區(qū)域通入不含氧的氣化劑，所述不含氧的氣化劑為二氧化碳或氮?dú)狻?br> [0024]本發(fā)明實(shí)施例提供的多點(diǎn)注氣地下氣化爐及多點(diǎn)注氣地下氣化方法，采用了逆向燃燒方式，通過(guò)連續(xù)或間斷拖動(dòng)各注氣井內(nèi)可控連續(xù)注氣裝置的注氣點(diǎn)位置，并依據(jù)產(chǎn)氣狀況調(diào)整注氣參數(shù)，無(wú)需重復(fù)點(diǎn)火，避免在注氣點(diǎn)后退過(guò)程中氣化爐溫度場(chǎng)的波動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了工作面整體逆向擴(kuò)展氣化采煤，得到組分穩(wěn)定的合成煤氣，不僅降低了氣化生產(chǎn)階段操作難度，還能保證產(chǎn)出的煤氣品質(zhì)；通過(guò)多個(gè)進(jìn)氣井分散給氣化工作面輸送含氧氣化劑，增加了單位時(shí)間內(nèi)燃燒工作面積，從而擴(kuò)大了地下氣化的產(chǎn)量規(guī)模。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例多點(diǎn)注氣地下氣化爐的橫剖工作面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為圖1中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為圖1中C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明具體的實(shí)施例1,多點(diǎn)注氣地下氣化爐的工作面示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明具體的實(shí)施例2，多點(diǎn)注氣地下氣化爐的工作面示意圖。
[0031]其中:1、灰洛,2、反應(yīng)區(qū),3、煤層,4、巖石；
[0032]5.連續(xù)管，6、氣化工作面，7、燃空區(qū)，8、氣化通道。

【具體實(shí)施方式】
[0033]為了得到組分穩(wěn)定及大規(guī)模產(chǎn)量的煤氣，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多點(diǎn)注氣地下氣化爐及應(yīng)用此氣化爐的多點(diǎn)注氣地下氣化方法，主要是地下氣化爐設(shè)有至少兩個(gè)平行布置的注氣井，且注氣井內(nèi)設(shè)有可控連續(xù)注氣裝置，在各注氣井內(nèi)的可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管內(nèi)通入含氧氣化劑，并根據(jù)檢測(cè)到的產(chǎn)出煤氣組分及熱值的參數(shù)值的變化情況，向后拖動(dòng)可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管，即連續(xù)或間歇調(diào)整注氣點(diǎn)的后退位置，并調(diào)整含氧氣化劑的流量及含氧濃度，以在整個(gè)氣化過(guò)程中始終得到規(guī)模產(chǎn)量、且組分穩(wěn)定的煤氣。
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例多點(diǎn)注氣地下氣化爐及多點(diǎn)注氣地下氣化方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例所提供的多點(diǎn)注氣地下氣化爐，如圖1-4所示，沿煤層產(chǎn)狀設(shè)有至少兩個(gè)平行布置的注氣井，如圖1-圖4中的Dl和D2，當(dāng)然，注氣井的數(shù)量不局限于兩個(gè)，也可以為三個(gè)及三個(gè)以上，注氣井內(nèi)設(shè)置有可控連續(xù)注氣裝置，可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管的一端與氣化劑輸配管連接，另一端置于氣化爐工作面的注氣點(diǎn)處，距離注氣井內(nèi)初始注氣點(diǎn)的末端附近設(shè)有至少一個(gè)出氣井。
[0036]采用上述多點(diǎn)注氣地下氣化爐的地下氣化方法包括如下步驟:
[0037]步驟一、建立多點(diǎn)注氣地下氣化爐的進(jìn)氣井、點(diǎn)火區(qū)和出氣通道，在可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管內(nèi)注入含氧氣化劑，并對(duì)注氣井內(nèi)的初始注氣點(diǎn)進(jìn)行引火；
[0038]步驟二、引火成功后，調(diào)整注氣工藝參數(shù)直至得到符合要求的煤氣組分和熱值，連續(xù)注氣生產(chǎn)合格煤氣；
[0039]步驟三、觀測(cè)煤氣組分和熱值，當(dāng)煤氣的有效組分和熱值中的任何一個(gè)參數(shù)值下降超過(guò)20%時(shí)，向后拖動(dòng)可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管，以朝后退方向調(diào)整注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的后退位置，并觀測(cè)氣化煤氣組分和熱值恢復(fù)情況，使注氣點(diǎn)在回退過(guò)程中也始終保持點(diǎn)燃反應(yīng)狀態(tài)；
[0040]步驟四、當(dāng)注氣點(diǎn)后退至距離引火區(qū)超過(guò)I倍的初次垮落步距時(shí)，判斷煤層頂板巖石垮落、沉降位移對(duì)燃空區(qū)的填充情況；
[0041]步驟五、當(dāng)燃空區(qū)的頂板初次垮落填充形成后，重復(fù)步驟三，在穩(wěn)定氣化產(chǎn)氣前提下，繼續(xù)朝后退方向調(diào)整注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的位置，直至注氣點(diǎn)后退至注氣井的入煤點(diǎn)位置處,地下工作面氣化生產(chǎn)結(jié)束。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例中，設(shè)置至少兩個(gè)平行布置的注氣井，并將含氧氣化劑通入注氣井內(nèi)的可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管道內(nèi)，注入的含氧氣化劑在氣化通道內(nèi)的反應(yīng)區(qū)與煤或焦反應(yīng)產(chǎn)生所需煤氣，并經(jīng)氣化通道由出氣井導(dǎo)出。即，采用逆向燃燒方式，通過(guò)連續(xù)或間斷拖動(dòng)各注氣井內(nèi)可控連續(xù)注氣裝置的注氣點(diǎn)位置，并依據(jù)產(chǎn)氣狀況調(diào)整注氣參數(shù)，例如:氣化劑流量及含氧濃度等，使注氣點(diǎn)在回退過(guò)程中也始終保持點(diǎn)燃反應(yīng)狀態(tài)，也就是說(shuō)，無(wú)需重復(fù)點(diǎn)火，避免在注氣點(diǎn)后退過(guò)程中氣化爐溫度場(chǎng)的波動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了工作面整體逆向擴(kuò)展氣化采煤，得到組分穩(wěn)定的合成煤氣，不僅降低了氣化生產(chǎn)階段操作難度，還能保證產(chǎn)出煤氣的品質(zhì)；通過(guò)多個(gè)進(jìn)氣井分散為氣化工作面輸送含氧氣化劑，增加了單位時(shí)間內(nèi)燃燒工作面積，從而擴(kuò)大了地下氣化的產(chǎn)量規(guī)模；另外，多個(gè)注氣井的設(shè)置，避免了單個(gè)注氣井內(nèi)由于注氣過(guò)程發(fā)生二次燃燒而引起煤氣熱值及組分波動(dòng)幅度大的情況的發(fā)生，進(jìn)一步保證了地下氣化工作面產(chǎn)氣量的規(guī)模性及煤氣組分的穩(wěn)定性；此外，多個(gè)注氣井的設(shè)置，當(dāng)其中一個(gè)注氣井內(nèi)的注氣點(diǎn)燃燒條件(溫度、含氧氣化劑的含氧濃度及流量)不穩(wěn)定時(shí)，另一個(gè)注氣井會(huì)通過(guò)氣化通道為燃燒條件不穩(wěn)定的注氣點(diǎn)給予一定的補(bǔ)償，從而增強(qiáng)整個(gè)氣化爐的產(chǎn)出煤氣組分的穩(wěn)定性。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例中，設(shè)置多個(gè)注氣井，可以得到更加合理的地下氣化工作面注氣點(diǎn)的布置，使整個(gè)氣化工作面在整體逆向擴(kuò)展時(shí)，有效利用燃空區(qū)頂板的周期性冒落填充，從而縮小燃空區(qū)的腔體，有效提高工作面的傳熱及傳質(zhì)效率，增大含氧氣化劑與燃空區(qū)兩側(cè)煤層的接觸面積，以利于向兩側(cè)擴(kuò)展氣化采煤，提高煤層氣化的回采率，降低建爐成本。另夕卜，設(shè)置多個(gè)注氣井，及合理的地下氣化共面注氣點(diǎn)的布置，可以實(shí)現(xiàn)氣化工作面煤層的面采氣化，其工作面注氣點(diǎn)的周側(cè)煤層在頂板壓力和反應(yīng)區(qū)高溫的共同作用下，煤層可以預(yù)先被壓裂破損和增隙，從而進(jìn)一步增大了煤層的反應(yīng)比表面積。對(duì)于富含水的煤層，多個(gè)注氣井的設(shè)置，可以降低煤層水對(duì)地下氣化反應(yīng)的干擾，以保證反應(yīng)區(qū)的溫度及煤氣品質(zhì)。
[0044]按化學(xué)反應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)弱程度，沿氣化通道的長(zhǎng)度方向，可大致分為3個(gè)反應(yīng)區(qū)，即氧化區(qū)、還原區(qū)和干餾干燥區(qū)，為了得到品質(zhì)好的產(chǎn)出煤氣，需保證三個(gè)反應(yīng)區(qū)總體長(zhǎng)度，故本發(fā)明實(shí)施例中，將出氣井設(shè)在距離注氣井通道內(nèi)初始注氣點(diǎn)10米以外的某位置處。
[0045]此外，為了避免由于注氣點(diǎn)后退距離過(guò)大而導(dǎo)致在其后退過(guò)程中氣化爐內(nèi)工作面燃燒條件產(chǎn)生過(guò)大的波動(dòng)，從而得到不穩(wěn)定的產(chǎn)出煤氣組分情況的發(fā)生，將本發(fā)明實(shí)施例的多點(diǎn)注氣地下氣化方法步驟三中的注氣點(diǎn)的后退距離優(yōu)選為不大于20米；盡量保證多個(gè)注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的同步、等距調(diào)整，如此就可以將多個(gè)注氣井所形成的燃燒工作面保持平緩、平滑過(guò)渡，得到組分穩(wěn)定的產(chǎn)出煤氣。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例的步驟四中，判斷頂板巖石垮落、沉降位移對(duì)燃空區(qū)的填充情況的方法為頂板位移或地震等檢測(cè)方法，可觀測(cè)氣化爐的通道壓力差值、煤氣組分等數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行綜合判斷；填充形式為頂板巖石垮落或位移等方式。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例中，可控連續(xù)注氣裝置為連續(xù)油管注氣裝置或拉管式注氣裝置。注氣井的水平通道之間的間距為0.5?4倍的煤層采高，且位于距離煤層底板以上0.1?2米的位置處，煤層采高越大，則水平通道之間的間距越小。注氣井內(nèi)位于煤層段的通道為設(shè)有支護(hù)篩管的裸孔結(jié)構(gòu)，以保證含氧氣化劑與煤層充分接觸。
[0048]另外，含氧氣化劑的氧濃度不小于20% ;引火時(shí)的氣化劑流量不大于3000Nm3/h，氣化劑流量范圍優(yōu)選為800-2000Nm3/h。含氧氣化劑的組分為富氧，或?yàn)楦谎?水，或?yàn)楦谎?水蒸氣，或?yàn)榧冄?水，或?yàn)榧冄?水蒸氣。注氣井與可控連續(xù)注氣裝置之間的環(huán)空區(qū)域通入不含氧的氣化劑，例如:不含氧的氣化劑為二氧化碳或氮?dú)?，以防止可控連續(xù)注氣裝置回火燃燒。
[0049]以下列舉兩個(gè)更加具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述。
[0050]實(shí)施例1
[0051]本實(shí)施例所提供的多點(diǎn)注氣地下氣化爐用于氣化開采變質(zhì)程度較低的褐煤煤層。如圖5所示，待氣化煤層埋深255米，煤層厚度10 —12米、傾角小于5度，煤種為內(nèi)蒙褐煤。包括定向井11個(gè)、垂直出氣井8個(gè)及氣化通道等。氣化爐的工作面由2個(gè)定向注氣井構(gòu)成(D1、D2)，如圖5所示，其沿煤層產(chǎn)狀平行布置距離煤層底板以上1.5米處，煤層段采用玻璃鋼篩管支護(hù)，水平段鉆孔長(zhǎng)度400米、間距20米。
[0052]采用本實(shí)施例氣化爐進(jìn)行地下氣化的步驟包括:
[0053]I)首先建立氣化爐注氣井Dl、D2(包括垂直井及水平井等)，再依次建立氣化爐點(diǎn)火和氣化通道8，使氣化爐具備工作面引火和大規(guī)模氣化產(chǎn)氣條件；將可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管5下放至工作面Dl、D2末端，并向兩個(gè)注氣井中的連續(xù)管5均注入含氧濃度為30%，流量為1200方/小時(shí)的氣化劑，進(jìn)行工作面引火；
[0054]2)當(dāng)注氣井與氣化通道8壓差小于0.2MPa時(shí)，可判斷引火貫通結(jié)束；然后，逐步調(diào)整連續(xù)管內(nèi)的含氧濃度至55— 75%，氣化劑流量至2000— 3000方/小時(shí)，進(jìn)行連續(xù)氣化生產(chǎn)合成煤氣；
[0055]3)觀測(cè)煤氣組分變化并依據(jù)物料平衡方程計(jì)算氣化燃煤量，待煤氣有效組分和熱值下降超過(guò)20%時(shí)，依次拖動(dòng)D1、D2內(nèi)連續(xù)管5等距后退4一6米，并觀測(cè)氣化煤氣組分和熱值恢復(fù)情況；
[0056]4)當(dāng)將注氣點(diǎn)拖動(dòng)至距離引火區(qū)超過(guò)I倍初次垮落步距時(shí)，觀測(cè)頂板冒落及通道阻力的變化情況，以判斷頂板對(duì)燃空區(qū)7的填充狀況，同時(shí)觀測(cè)工作面各注氣點(diǎn)的氣化產(chǎn)氣情況；
[0057]5)工作面燃空區(qū)7的頂板初次垮落填充形成后，依據(jù)步驟3)，調(diào)整注氣點(diǎn)連續(xù)后退，并穩(wěn)定氣化產(chǎn)氣，直至各注氣點(diǎn)退至注氣井的入煤點(diǎn)位置，工作面氣化生產(chǎn)結(jié)束。
[0058]本實(shí)施例采用雙注氣點(diǎn)工作面進(jìn)行氣化開采，相比單點(diǎn)注氣開采或現(xiàn)有技術(shù)一CRIP工藝氣化采煤方式，煤層氣化回采率提高5%以上、煤氣有效組分含量提高約2%。
[0059]實(shí)施例2
[0060]本實(shí)施例所提供多點(diǎn)注氣地下氣化爐應(yīng)用于易地下氣化低變質(zhì)長(zhǎng)焰煤煤層上。待氣化煤層埋深520米，煤層厚度14一 16米、傾角小于8度，煤種為長(zhǎng)焰煤。如圖6所示的地下氣化爐布置，其包括定向井7個(gè)、垂直出氣井5個(gè)及氣化通道等。氣化爐的工作面由3個(gè)定向注氣井構(gòu)成(Dl、D2、D3)，其沿煤層產(chǎn)狀平行布置距底板1.0米，煤層段采用玻璃鋼篩管支護(hù)，水平段鉆孔長(zhǎng)度600米、間距16米。
[0061]采用本實(shí)施例氣化爐進(jìn)行地下氣化的步驟包括:
[0062]I)首先建立氣化爐注氣井(包括垂直井及水平井等)，建立氣化爐點(diǎn)火和氣化通道8，使氣化爐具備工作面引火和大規(guī)模氣化產(chǎn)氣條件；將可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管5下放至工作面Dl、D2、D3末端，并向三個(gè)注氣井中的連續(xù)管5均注入氧濃度為35%、流量為1500方/小時(shí)的氣化劑，進(jìn)行工作面引火；
[0063]2)當(dāng)注氣井與氣化通道8壓差小于0.15MPa時(shí)，可判斷引火貫通結(jié)束；然后，逐步調(diào)整連續(xù)管5內(nèi)的含氧濃度至55— 85%、氣化劑流量至2400— 3600方/小時(shí)，進(jìn)行連續(xù)氣化生產(chǎn)合成氣；
[0064]3)觀測(cè)煤氣組分變化并依據(jù)物料平衡方程計(jì)算氣化燃煤量，待煤氣有效組分和熱值下降超過(guò)20%時(shí)，依次拖動(dòng)Dl、D2、D3內(nèi)連續(xù)油管等距后退6— 8米，并觀測(cè)氣化煤氣組分和熱值恢復(fù)情況；
[0065]4)當(dāng)將注氣點(diǎn)拖動(dòng)至距離引火區(qū)超過(guò)I倍初次垮落步距時(shí)，觀測(cè)頂板冒落及通道阻力的變化情況，以判斷頂板對(duì)燃空區(qū)7的填充狀況，同時(shí)觀測(cè)工作面各注氣點(diǎn)氣化產(chǎn)氣情況；
[0066]5)工作面燃空區(qū)7的頂板初次垮落填充形成后，依據(jù)步驟3)，調(diào)整注氣點(diǎn)連續(xù)后退，并穩(wěn)定氣化產(chǎn)氣，直至各注氣點(diǎn)退至注氣井入煤點(diǎn)位置，工作面氣化生產(chǎn)結(jié)束。
[0067]本實(shí)施例采用三個(gè)注氣點(diǎn)工作面進(jìn)行氣化開采，相比單點(diǎn)注氣開采或現(xiàn)有技術(shù)一CRIP工藝氣化采煤方式，煤層氣化回采率提高8%以上、煤氣有效組分含量提高約3%。
[0068]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多點(diǎn)注氣地下氣化爐，其特征在于，沿煤層產(chǎn)狀設(shè)有至少兩個(gè)平行布置的注氣井，所述注氣井內(nèi)設(shè)置有可控連續(xù)注氣裝置，所述可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管的一端與氣化劑輸配管連接，另一端置于氣化爐工作面的注氣點(diǎn)處，距離所述注氣井通道內(nèi)初始注氣點(diǎn)的末端附近設(shè)有至少一個(gè)出氣井。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)注氣地下氣化爐，其特征在于，所述可控連續(xù)注氣裝置為連續(xù)油管注氣裝置或拉管式注氣裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)注氣地下氣化爐，其特征在于，所述注氣井的水平通道之間的間距為0.5?4倍的煤層采高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)注氣地下氣化爐,其特征在于,所述注氣井內(nèi)位于煤層段的通道為裸孔結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多點(diǎn)注氣地下氣化爐，其特征在于，所述裸孔內(nèi)設(shè)有支護(hù)篩管。
6.—種多點(diǎn)注氣地下氣化方法,其特征在于,米用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的多點(diǎn)注氣地下氣化爐，包括如下步驟: 步驟一、建立多點(diǎn)注氣地下氣化爐的進(jìn)氣井、點(diǎn)火區(qū)和出氣通道，在可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管內(nèi)注入含氧氣化劑,并對(duì)所述注氣井內(nèi)的初始注氣點(diǎn)進(jìn)行引火； 步驟二、引火成功后，調(diào)整注氣工藝參數(shù)直至得到符合要求的煤氣組分和熱值，連續(xù)注氣生產(chǎn)合格煤氣； 步驟三、觀測(cè)煤氣組分和熱值，當(dāng)煤氣的有效組分和熱值中的任意一個(gè)參數(shù)值下降超過(guò)20%時(shí)，向后拖動(dòng)可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管，以朝后退方向調(diào)整注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的后退位置，并觀測(cè)氣化煤氣組分和熱值恢復(fù)情況，使注氣點(diǎn)在回退過(guò)程中也始終保持點(diǎn)燃反應(yīng)狀態(tài)； 步驟四、當(dāng)注氣點(diǎn)后退至距離引火區(qū)超過(guò)I倍的初次垮落步距時(shí)，判斷煤層頂板巖石垮落、沉降位移對(duì)燃空區(qū)的填充情況； 步驟五、當(dāng)所述燃空區(qū)的頂板初次垮落填充形成后，重復(fù)步驟三，在穩(wěn)定氣化產(chǎn)氣前提下，繼續(xù)朝后退方向調(diào)整注氣井內(nèi)注氣點(diǎn)的位置，直至所述注氣點(diǎn)后退至注氣井的入煤點(diǎn)位置處，地下工作面氣化生產(chǎn)結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多點(diǎn)注氣地下氣化方法，其特征在于，所述含氧氣化劑的氧濃度不小于20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多點(diǎn)注氣地下氣化方法，其特征在于，所述引火時(shí)的所述氣化劑流量不大于3000Nm3/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任意一項(xiàng)所述的多點(diǎn)注氣地下氣化方法，其特征在于，所述含氧氣化劑的組分為富氧，或?yàn)楦谎?水，或?yàn)楦谎?水蒸氣，或?yàn)榧冄?水，或?yàn)榧冄?水蒸氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8任意一項(xiàng)所述的多點(diǎn)注氣地下氣化方法，其特征在于，所述注氣井與所述可控連續(xù)注氣裝置的連續(xù)管之間的環(huán)空區(qū)域通入不含氧的氣化劑，所述不含氧的氣化劑為二氧化碳或氮?dú)狻?br> 【文檔編號(hào)】E21B43/295GK104389577SQ201410505568
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】劉剛 申請(qǐng)人:新奧氣化采煤有限公司