一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉，技术方案是，排气井呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井上设置有排气井扩孔段，注入井包括呈竖直布置的主井眼，主井眼下端伸入地下煤层且连接有朝向排气井扩孔段伸出的气化通道，排水井呈竖直布置且下端伸入地下煤层，排水井扩孔段与排气井扩孔段之间设置有连通二者内腔的排水通道，本实用新型专利技术通过在排气井周围布置多个注入井(定向注入井)对煤层进行多个方位、多条气化通道的全方位气化，大大增大了气化煤层面积，设计了排水井，可以有效避免地层、煤层产水对煤地下气化的影响；使用方便，效果好，是煤炭地下气化系统上的创新。

【技术实现步骤摘要】
一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉
本技术涉及煤炭地下气化开采
，特别是一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉。
技术介绍
煤炭地下气化的根本出发点，就是将煤炭在地下直接转化成气体燃料(煤气),并加以应用，这不需要将煤炭挖出来，完全取代了煤矿井下人工作业，从而杜绝井下事故和职业病。早在1888年,俄国化学家门捷列夫全球第一个提出煤炭地下气化的概念及其设想；1932年列宁时代的苏联就建立了世界上第一座煤地下气化站。1976～1979年期间，美国劳伦斯..利弗莫尔国家实验研究开发出“受控注入点后退气化工艺”(简称CRIP工艺)，这种新工艺采用石油工艺的定向钻孔和反向燃烧结合在一起,其煤的气化过程在地上控制仪表设施的受控条件下有效进行，其后退气化的特点是：由定向水平井孔注入气化剂(水蒸汽、氧气等)和燃烧剂(硅烷、甲烷、汽油)的注入点(即其输送管线的末端)周期性逐段后退(由地面井口的牵引机构执行)并点火烧断一段套管来形成新的燃烧气化段(带)，此技术成功地解决煤地下气化通道的构筑、贯通和气化反应能连续拓展进行等关键性难题，故引起全球几乎所有进行煤地下气化的国家仿效且大多都获得成功。目前，石油定向水平钻井技术和利用随钻仪器进行多井对接连通技术已经十分针成熟，已成为广泛使用的现有技术。现有的气化通道通常采用单分支定向水平井孔与竖直排煤气井在煤层内贯通而构成u型井组结构，其地下气化面积小、效率低、成本高。因此，其改进和创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉，可有效解决煤炭地下气化面积小、效率低、成本高和排水问题。本技术解决的技术方案是：一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉，其包括排气井和布置在排气井周围的至少一个排水井、多个注入井，排气井呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井上设置有排气井扩孔段，注入井包括呈竖直布置的主井眼，主井眼下端伸入地下煤层且连接有朝向排气井扩孔段伸出的气化通道，每个注入井的气化通道末端均与排气井扩孔段的内腔相连通，排水井呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井上设置有排水井扩孔段，排水井扩孔段与排气井扩孔段之间设置有连通二者内腔的排水通道。所述气化通道由注入井侧朝向排气井侧呈向下倾斜设置，倾斜角度为5-35°(气化通道轴线与水平面的夹角)。所述排水通道由排气井扩孔段朝向排水井扩孔段呈向下倾斜设置，排水通道与排气井扩孔段的连接点低于气化通道与排气井扩孔段的连接点。所述气化通道为裸眼井，气化通道均置于地下煤层内。本技术结构新颖独特，通过在排气井周围布置多个注入井(定向注入井)对煤层进行多个方位、多条气化通道的全方位气化，而且每条气化通道可以长达几百米甚至上千米，这大大增大了气化煤层面积，注入井的数量和位置可灵活布置，方便施工，并且每个进气井可单独实现地下煤层气化，可以多个注入井同时进行，相互不影响，实现了多个气化通道同时并联运行，大幅提高了气化效率，尤其对深层煤炭而言，生产煤气的成本大大降低，同时设计了排水井，可以有效避免地层、煤层产水对煤地下气化的影响；使用方便，效果好，是煤炭地下气化系统上的创新，有良好的社会和经济效益。附图说明图1为本技术的立体示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。由图1给出，本技术包括排气井1和布置在排气井周围的至少一个排水井3、多个注入井，排气井1呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井1上设置有排气井扩孔段2，注入井包括呈竖直布置的主井眼，主井眼下端伸入地下煤层且连接有朝向排气井扩孔段伸出的气化通道，每个注入井的气化通道末端均与排气井扩孔段的内腔相连通，排水井3呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井1上设置有排水井扩孔段4，排水井扩孔段4与排气井扩孔段2之间设置有连通二者内腔的排水通道5。为保证使用效果，所述气化通道由注入井侧朝向排气井侧呈向下倾斜设置，倾斜角度为5-35°(气化通道轴线与水平面的夹角)；所述排水通道5由排气井扩孔段朝向排水井扩孔段呈向下倾斜设置，排水通道5与排气井扩孔段的连接点低于气化通道与排气井扩孔段的连接点。所述排气井1的排气井扩孔段2为裸眼井，其余部分均设置有钢套管和混凝土制成的固井井壁，排气井扩孔段的内径为排气井其余部分固井后内径的2-2.5倍；所述排水井3的排水井扩孔段4为裸眼井，其余部分均设置有钢套管和混凝土制成的固井井壁，排水井扩孔段的内径为排水井其余部分固井后内径的2-2.5倍。所述气化通道为裸眼井，气化通道均置于地下煤层内；所述主井眼与气化通道之间设置有造斜段(过渡段)。本技术使用时，如图1所示，有3个注入井，对应的主井眼分别为A、B、C，对应的气化通道分别为A1、B1、C1，3个主井眼布置在排气井的同侧，该侧为煤层走向的较高侧，每个注入井的气化通道与排气井的排气扩井段对接，构成U型的对接井结构，工作时，对各个注入井的气化通道进行点火，并且逆向气化煤层，燃烧产生的煤气通过排气井上口输送至地面煤气管网，各个气化通道即可以同时进行气化，也可单独进行；气化通道与排气井扩孔段连接处可采用套管连通，气化时，从交汇处作为起点，朝向主井眼方向延伸30-35米不气化，保证排气井的稳定，地下水通过排水通道排入排水扩井段，地面下管抽出即可进行排水，与现有技术相比，本技术结构新颖独特，通过在排气井周围布置多个注入井(定向注入井)对煤层进行多个方位、多条气化通道的全方位气化，而且每条气化通道可以长达几百米甚至上千米，这大大增大了气化煤层面积，注入井的数量和位置可灵活布置，方便施工，并且每个进气井可单独实现地下煤层气化，可以多个注入井同时进行，相互不影响，实现了多个气化通道同时并联运行，大幅提高了气化效率，尤其对深层煤炭而言，生产煤气的成本大大降低，同时设计了排水井，可以有效避免地层、煤层产水对煤地下气化的影响；使用方便，效果好，是煤炭地下气化系统上的创新，有良好的社会和经济效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉，其特征在于，其包括排气井(1)和布置在排气井周围的至少一个排水井(3)、多个注入井，排气井(1)呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井(1)上设置有排气井扩孔段(2)，注入井包括呈竖直布置的主井眼，主井眼下端伸入地下煤层且连接有朝向排气井扩孔段伸出的气化通道，每个注入井的气化通道末端均与排气井扩孔段的内腔相连通，排水井(3)呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井(1)上设置有排水井扩孔段(4)，排水井扩孔段(4)与排气井扩孔段(2)之间设置有连通二者内腔的排水通道(5)。

【技术特征摘要】
1.一种多方位U型对接井构建的煤地下气化炉，其特征在于，其包括排气井(1)和布置在排气井周围的至少一个排水井(3)、多个注入井，排气井(1)呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井(1)上设置有排气井扩孔段(2)，注入井包括呈竖直布置的主井眼，主井眼下端伸入地下煤层且连接有朝向排气井扩孔段伸出的气化通道，每个注入井的气化通道末端均与排气井扩孔段的内腔相连通，排水井(3)呈竖直布置且下端伸入地下煤层，伸入地下煤层部分的排气井(1)上设置有排水井扩孔段(4)，排水井扩孔段(4)与排气井扩孔段(2)之间设置有连通二者内腔的排水通道(5)。2.根据权利要求1所述的多方位U型对接井构建的煤地下气化炉，其特征在于，所述气化通道由注入井侧朝向排气井侧呈向下倾斜设置，倾斜角度为5-35°。3.根据权利要求1所述的多方位U型...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，鲜保安，
申请(专利权)人：李勇，
类型：新型
国别省市：陕西,61