多点注气地下气化炉及多点注气地下气化方法技术

本发明专利技术公开一种多点注气地下气化炉及多点注气地下气化方法，沿煤层产状设有至少两个平行布置的注气井，注气井内设置有可控连续注气装置，可控连续注气装置的一端与气化剂输配管连接，另一端置于气化炉工作面的注气点处，距离注气井通道内初始注气点的末端附近设有至少一个出气井。采用逆向燃烧方式，通过连续或间断拖动各注气井内注气点位置，并依据产气状况调整注气参数，无需重复点火，避免在注气点后退过程中气化炉温度场的波动，实现工作面整体逆向扩展气化采煤，得到组分稳定的合成煤气，降低气化生产阶段操作难度，保证产出的煤气品质；多个进气井分散给工作面输送含氧气化剂，增加单位时间内燃烧工作面积，从而扩大地下气化的产量规模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于煤炭地下气化
。
技术介绍
煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。气化工作面是气化炉内气化剂与煤层发生燃烧气化反应生产煤气的主要区域，通常情况下，一个气化炉有一个以上的气化工作面，每个工作面有一个以上的注气点。气化工作面的气化剂由进气井注入，注气点的布置及注气控制决定了气化工作面的产气品质及产量，气化炉的注气点布置与注气控制是地下气化成败的关键。 现有技术中，美国的受控注入点后退气化工艺(简称:CRIP工艺)是把定向钻和反向燃烧结合在一起，首先打出竖直钻孔作为产气井，再打定向钻孔到达煤层后，继续沿煤层底板打水平钻孔，直至水平钻孔与出气孔相交，然后在定向钻孔中放置支护套管。开始气化时，采用移动点火器在靠近出气孔的注气点点火，点火后烧掉一段支护套管并点燃煤体，控制注气气化直至煤气组分显著下降时，调节注入点，使其后退至相当于一个燃空区长度的距离，再点火烧掉一段套管形成新的燃烧气化区，如此逐段向定向钻井的煤点移动，从CRIP工艺的整个过程分析可知，其气化工作面是通过拖动连续管及点火器，实现重复点火燃烧并气化产气的过程，工作面产气为注气点的后退及控制注气气化产气。 由于上述CRIP工艺具只有一个注气通道，而单个注气通道致使气化工作面小，必然直接导致其较小的产量规模；又由于此工艺是间歇性重复点火，在点火过程中，气化炉的温度场就会有波动，容易造成产品气体组分的波动，使产品的组分不稳定。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种多点注气地下气化炉及应用其的气化方法，能够解决气体产品产量低及其组分波动大的问题。 为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案: —种多点注气地下气化炉，沿煤层产状设有至少两个平行布置的注气井，所述注气井内设置有可控连续注气装置，所述可控连续注气装置的连续管的一端与气化剂输配管连接，另一端置于气化炉工作面的注气点处，距离所述注气井通道内初始注气点的末端附近设有至少一个出气井。 进一步的，所述可控连续注气装置为连续油管注气装置或拉管式注气装置。 进一步的，所述注气井的水平通道之间的间距为0.5?4倍的煤层采高。 进一步的，所述注气井内位于煤层段的通道为裸孔结构。 优选的，所述裸孔内设有支护筛管。 一种多点注气地下气化方法，采用上述多点注气地下气化炉，包括如下步骤: 步骤一、建立多点注气地下气化炉的进气井、点火区和出气通道，在可控连续注气装置的连续管内注入含氧气化剂，并对所述注气井内的初始注气点进行引火； 步骤二、引火成功后，调整注气工艺参数直至得到符合要求的煤气组分和热值，连续注气生产合格煤气； 步骤三、观测煤气组分和热值，当煤气的有效组分和热值中的任何一个参数值下降超过20%时，向后拖动可控连续注气装置的连续管，以朝后退方向调整注气井内注气点的后退位置，并观测气化煤气组分和热值恢复情况，使注气点在回退过程中也始终保持点燃反应状态； 步骤四、当注气点后退至距离引火区超过I倍的初次垮落步距时，判断煤层顶板岩石垮落、沉降位移对燃空区的填充情况； 步骤五、当所述燃空区的顶板初次垮落填充形成后，重复步骤三，在稳定气化产气前提下，继续朝后退方向调整注气井内注气点的位置，直至所述注气点后退至注气井的入煤点位置处，地下工作面气化生产结束。 所述后退方向是指:注气井内可控连续注气装置的连续管的回退方向。 进一步的，所述含氧气化剂的氧浓度不小于20%。 进一步的，所述引火时的所述气化剂流量不大于3000Nm3/h。 优选的，所述引火时的所述气化剂流量范围为800-2000Nm3/h。 进一步的，所述含氧气化剂的组分为富氧，或为富氧-水，或为富氧-水蒸气，或为纯氧-水，或为纯氧-水蒸气。 进一步的，所述注气井与所述可控连续注气装置的连续管之间的环空区域通入不含氧的气化剂，所述不含氧的气化剂为二氧化碳或氮气。 本专利技术实施例提供的，采用了逆向燃烧方式，通过连续或间断拖动各注气井内可控连续注气装置的注气点位置，并依据产气状况调整注气参数，无需重复点火，避免在注气点后退过程中气化炉温度场的波动，从而实现了工作面整体逆向扩展气化采煤，得到组分稳定的合成煤气，不仅降低了气化生产阶段操作难度，还能保证产出的煤气品质；通过多个进气井分散给气化工作面输送含氧气化剂，增加了单位时间内燃烧工作面积，从而扩大了地下气化的产量规模。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例多点注气地下气化炉的横剖工作面结构示意图； 图2为图1中A-A剖面结构示意图； 图3为图1中B-B剖面结构示意图； 图4为图1中C-C剖面结构示意图； 图5为本专利技术具体的实施例1,多点注气地下气化炉的工作面示意图； 图6为本专利技术具体的实施例2，多点注气地下气化炉的工作面示意图。 其中:1、灰洛,2、反应区,3、煤层,4、岩石； 5.连续管，6、气化工作面，7、燃空区，8、气化通道。 【具体实施方式】 为了得到组分稳定及大规模产量的煤气，本专利技术实施例提供了一种多点注气地下气化炉及应用此气化炉的多点注气地下气化方法，主要是地下气化炉设有至少两个平行布置的注气井，且注气井内设有可控连续注气装置，在各注气井内的可控连续注气装置的连续管内通入含氧气化剂，并根据检测到的产出煤气组分及热值的参数值的变化情况，向后拖动可控连续注气装置的连续管，即连续或间歇调整注气点的后退位置，并调整含氧气化剂的流量及含氧浓度，以在整个气化过程中始终得到规模产量、且组分稳定的煤气。 下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。 本专利技术实施例所提供的多点注气地下气化炉，如图1-4所示，沿煤层产状设有至少两个平行布置的注气井，如图1-图4中的Dl和D2，当然，注气井的数量不局限于两个，也可以为三个及三个以上，注气井内设置有可控连续注气装置，可控连续注气装置的连续管的一端与气化剂输配管连接，另一端置于气化炉工作面的注气点处，距离注气井内初始注气点的末端附近设有至少一个出气井。 采用上述多点注气地下气化炉的地下气化方法包括如下步骤: 步骤一、建立多点注气地下气化炉的进气井、点火区和出气通道，在可控连续注气装置的连续管内注入含氧气化剂，并对注气井内的初始注气点进行引火； 步骤二、引火成功后，调整注气工艺参数直至得到符合要求的煤气组分和热值，连续注气生产合格煤气； 步骤三、观测煤气组分和热值，当煤气的有效组分和热值中的任何一个参数值下降超过20%时，向后拖动可控连续注气装置的连续管，以朝后退方向调整注气井内注气点的后退位置，并观测气化煤气组分和热值恢复情况，使注气点在回退过程中也始终保持点燃反应状态； 步骤四、当注气点后退至距离引火区超过I倍的初次垮落步距时，判断煤层顶板岩石垮落、沉降位移对燃空区的填充情况； 步骤五、当燃空区的顶板初次垮落填充形成后，重复步骤三，在稳定气化产气前提下，继续朝后退方向调整注气井内注气点的位置，直至注气点后退至注气井的入煤点位置处,地下工作面气化生产结束。 本专利技术实施例中，设置至少两个平行布置的注气井，并将含氧气化剂通入注气井内的可控连续注气装置的连续管道内，注入的含氧气化剂在气化通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多点注气地下气化炉，其特征在于，沿煤层产状设有至少两个平行布置的注气井，所述注气井内设置有可控连续注气装置，所述可控连续注气装置的连续管的一端与气化剂输配管连接，另一端置于气化炉工作面的注气点处，距离所述注气井通道内初始注气点的末端附近设有至少一个出气井。

【技术特征摘要】
1.一种多点注气地下气化炉，其特征在于，沿煤层产状设有至少两个平行布置的注气井，所述注气井内设置有可控连续注气装置，所述可控连续注气装置的连续管的一端与气化剂输配管连接，另一端置于气化炉工作面的注气点处，距离所述注气井通道内初始注气点的末端附近设有至少一个出气井。2.根据权利要求1所述的多点注气地下气化炉，其特征在于，所述可控连续注气装置为连续油管注气装置或拉管式注气装置。3.根据权利要求1所述的多点注气地下气化炉，其特征在于，所述注气井的水平通道之间的间距为0.5?4倍的煤层采高。4.根据权利要求1所述的多点注气地下气化炉,其特征在于,所述注气井内位于煤层段的通道为裸孔结构。5.根据权利要求4所述的多点注气地下气化炉，其特征在于，所述裸孔内设有支护筛管。6.—种多点注气地下气化方法,其特征在于,米用权利要求1-5任一项所述的多点注气地下气化炉，包括如下步骤: 步骤一、建立多点注气地下气化炉的进气井、点火区和出气通道，在可控连续注气装置的连续管内注入含氧气化剂,并对所述注气井内的初始注气点进行引火； 步骤二、引火成功后，调整注气工艺参数直至得到符合要求的煤气组分和热值，连续注气生产合格煤气； 步骤三、观测煤气组分和热值，当煤气的有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，
申请(专利权)人：新奥气化采煤有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13