本實(shí)用新型涉及煤炭地下氣化開(kāi)采技術(shù)，屬于不同賦存狀態(tài)的煤層進(jìn)行高效地下氣化開(kāi)采的氣化設(shè)施，特別是一種高效的煤炭地下氣化爐。

技術(shù)背景

無(wú)井式煤炭地下氣化是通過(guò)在原始地下煤層中施工地質(zhì)鉆孔來(lái)進(jìn)行氣化的過(guò)程。不同區(qū)域的原始煤層賦存狀態(tài)各異，現(xiàn)有單一形式的地下氣化爐在經(jīng)濟(jì)、合理的角度上無(wú)法達(dá)到煤炭資源的有效覆蓋；同時(shí)氣化通道內(nèi)直接氣化后的煤氣含灰、高溫、高壓，會(huì)造成出氣鉆孔堵塞、變形；另外常規(guī)地下氣化爐會(huì)在垂直出氣鉆孔底部形成很大的燃空區(qū)，造成鉆孔底部應(yīng)力集中，影響鉆孔穩(wěn)定出氣。本發(fā)明專利提出一種適用于不同賦存規(guī)模煤層的高效煤炭地下氣化爐爐型及其構(gòu)建方法，充分利用煤層定向鉆進(jìn)工藝同時(shí)構(gòu)建一體化的地下氣化爐及集氣通道、出氣系統(tǒng)。針對(duì)不同賦存規(guī)模的煤層靈活調(diào)整氣化通道條數(shù)及集氣通道長(zhǎng)度，利用集氣通道對(duì)煤氣進(jìn)行除塵、降溫、穩(wěn)壓以及均衡煤氣組分，垂直出氣鉆孔位于應(yīng)力集中區(qū)域外側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤層的大面積、持續(xù)化、高效能氣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效的煤炭地下氣化爐，其結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，可以解決煤炭資源氣化利用率低和直接產(chǎn)品煤氣含塵、高溫、高壓、組分不一及出氣孔底部不穩(wěn)定等相關(guān)問(wèn)題，保證穩(wěn)定出氣。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)：一種高效的煤炭地下氣化爐，由至少一條集氣通道、均布的氣化通道、均布的出氣孔道和點(diǎn)火區(qū)域組成，均布的氣化通道延煤層傾向鉆進(jìn)，延走向鉆進(jìn)的集氣通道位于均布的氣化通道的上部，集氣通道與氣化通道的平面投影交叉設(shè)置，點(diǎn)火區(qū)域由多個(gè)點(diǎn)火垂直鉆孔組成，在冷態(tài)壓裂后分別下放點(diǎn)火器，集氣通道與其中之一的點(diǎn)火垂直鉆孔連通，均布的出氣孔道分別與相對(duì)應(yīng)的氣化通道連通，產(chǎn)生的煤氣先匯集到集氣通道后由出氣孔道排出。

本實(shí)用新型提出采用煤層定向鉆進(jìn)技術(shù)構(gòu)建一體化的地下氣化爐及集氣通道、出氣系統(tǒng)，它使得上述問(wèn)題得以解決，是一種實(shí)用性強(qiáng)的發(fā)明。爐型兼顧煤層氣化及產(chǎn)品排出，通過(guò)與氣化通道垂直的集氣通道進(jìn)行煤氣自處理，將出氣孔布置在應(yīng)力集中區(qū)以外，從根本上解決了氣化爐的不穩(wěn)定出氣問(wèn)題。

本實(shí)用新型的有益效果

1、提高煤炭資源的利用率。針對(duì)不同煤炭資源的賦存特點(diǎn)構(gòu)建地下氣化爐，靈活調(diào)整氣化通道和集氣通道的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)氣化資源利用率90%以上，大大提高了煤炭資源的利用率。

2、提高產(chǎn)品煤氣的綜合質(zhì)量。將各條氣化通道內(nèi)的產(chǎn)品煤氣首先匯聚于集氣通道內(nèi)，利用集氣通道進(jìn)行緩沖，達(dá)到一定的除塵、降溫、穩(wěn)壓以及均衡煤氣組分效果，提高了直接產(chǎn)品煤氣的綜合質(zhì)量。

3、提高出氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由垂直鉆孔組成的出氣系統(tǒng)布置于應(yīng)力集中區(qū)以外，避免了地下形成空區(qū)后地層錯(cuò)動(dòng)對(duì)出氣孔底部的剪切作用，同時(shí)形成的一定長(zhǎng)度的出氣管路會(huì)達(dá)到降低煤氣溫度及高溫干餾兩側(cè)煤炭資源的效果，保證出氣鉆孔底部處于穩(wěn)定的地應(yīng)力狀態(tài)之下，且不受過(guò)高溫度影響，提高了出氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，解決了煤炭資源氣化利用率低和直接產(chǎn)品煤氣含塵、高溫、高壓、組分不一及出氣孔底部不穩(wěn)定等相關(guān)問(wèn)題，保證了穩(wěn)定出氣。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為圖1的A—A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種高效的煤炭地下氣化爐，如圖1、圖2、圖3所示，由至少一條集氣通道2、均布的氣化通道、均布的出氣孔道和點(diǎn)火區(qū)域組成，均布的氣化通道延煤層縱向鉆進(jìn)，橫向鉆進(jìn)的集氣通道2位于均布的氣化通道的上部，集氣通道2與氣化通道交叉設(shè)置，點(diǎn)火區(qū)域由多個(gè)點(diǎn)火垂直鉆孔組成，在冷態(tài)壓裂后分別下放點(diǎn)火器，集氣通道2與其中之一的點(diǎn)火垂直鉆孔連通，均布的出氣孔道分別與相對(duì)應(yīng)的氣化通道連通，產(chǎn)生的煤氣先匯集到集氣通道2后由出氣孔道排出。點(diǎn)火區(qū)域由第一、第二、第三點(diǎn)火垂直鉆孔6、7、8構(gòu)成，鉆孔深入煤層底板1-1.5米，雙層套管固井，孔徑根據(jù)點(diǎn)火器的大小確定。出氣孔道由第一、第二、第三、第四、第五至第n個(gè)出氣垂直鉆孔9、10、11、12、13、……至n組成，鉆孔鉆至煤層底板即可，雙層套管固井，底部擴(kuò)孔并施加支護(hù)，孔徑根據(jù)產(chǎn)氣量的需要確定。集氣通道2與第一點(diǎn)火垂直鉆孔6連通，集氣通道2的水平段延煤層走向鉆進(jìn)，與煤層底板的距離為3.5-6米，其垂直段和定向增斜段采用石油套管固井，水平段下放支護(hù)管，其水平段長(zhǎng)度可根據(jù)氣化通道布置數(shù)目調(diào)整或做預(yù)留。氣化通道由第一、第二、第三氣化通道3、4、5構(gòu)成，并且分別與第一、第三和第五出氣通道9、11、13連通，氣化通道水平段延煤層傾向鉆進(jìn)，與煤層底板的距離為0.5-1米，垂直段和定向增斜段采用標(biāo)準(zhǔn)石油套管固井，水平段下放支護(hù)管，水平管的長(zhǎng)度根據(jù)氣化規(guī)模確定。將出氣孔道進(jìn)行冷態(tài)壓裂。

本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于：利用先進(jìn)的煤層定向鉆進(jìn)工藝，同時(shí)針對(duì)不用賦存條件的煤層構(gòu)建一體化的地下氣化爐及集氣通道、出氣系統(tǒng)，容易實(shí)施，施工周期短；集氣通道可以對(duì)各氣化通道的煤氣進(jìn)行除塵、降溫、穩(wěn)壓，均衡組分；出氣系統(tǒng)位于應(yīng)力集中區(qū)域外側(cè)，能夠避免孔底垮塌；并可根據(jù)氣化規(guī)模的不同，靈活地調(diào)整氣化通道條數(shù)、集氣通道長(zhǎng)度及出氣孔數(shù)目。從根本上解決了煤炭資源氣化利用率低和直接產(chǎn)品煤氣含塵、高溫、高壓、組分不一及出氣孔底部不穩(wěn)定等相關(guān)問(wèn)題，保證了氣化爐的長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。