本发明专利技术涉及一种地下气化装置以及煤炭气化系统和气化方法，包括煤层垂直剖面上平行设置的进气井和出气井，所述进气井在煤层中设有进气输送段，所述出气井在煤层中设有出气输送段，所述进气输送段沿煤层的垂直方向设置于所述出气输送段的下方，所述煤层垂直剖面上还设有连通所述进气井和所述出气井的贯通井，所述贯通井上设有连通所述进气输送段末端和所述出气输送段末端的第三造斜段，所述第三造斜段与所述进气输送段形成的夹角呈钝角。对本发明专利技术所述进气井中高压注入气化剂时，所述煤层从下部开始燃烧，燃烧后的煤层掉落在所述进气输送段的前方，避免了煤层燃烧时形成的炙热煤层掉落在所述进气井上的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤炭地下气化
，尤其是指适用急倾斜煤层的地下气化装置以及煤炭气化系统和气化方法。
技术介绍
煤炭地下气化技术主要是指煤、焦炭或者半焦等固体燃料在高温常压或者加压条件下与气化剂发生反应，转化为气体产物或少量残渣的过程。所述气化剂主要是水蒸气、空气(或者氧气)或者它们的混合气。煤炭气化过程可用于生产燃料煤气，作为工业窑炉用气或者城市煤气，也可用于制造混合气，作为合成氨、合成甲醇和合成液体燃料的原料，因此煤炭气化技术是煤化工的重要技术之一。现在常用的煤炭气化技术是指煤炭地下气化技术，其通过巷道掘进或者钻孔掘进的方式在自然煤层内布置进、出气口、气化通道、气化区等并最终形成气化炉，然后将气化剂通入煤层内，在由所述气化通道形成的气化工作面内点燃煤层并控制煤层内煤与气化剂反应过程的气化方式。煤炭地下气化实施过程中，如遇到急倾斜煤层(指地下开采时煤层倾角大于45°的煤层)时，由于地质构造复杂、煤层不稳定等因素，采用常规竖直井或者斜井实现气化工作面都比较困难，为了克服上述问题，现有文献(CN1651714A)公开了一种煤炭开采地下垂直气化炉建炉运行方法，该方法乃是利用石油钻井完井技术在煤层垂直剖面上平行相向钻两口及两口以上定向大斜度井或水平井，上部井作为产气井，下部井作为注入井，井内分别下入一定长度的石油专用套管或有孔(割缝)筛管，在下部井眼中还下入一定长度的同心管组合。上述文献所公开的方法虽然一定程度上可以用来气化急倾斜煤层，但是仍旧存在以下问题：由于所述上部出气井采用降斜的方式与下部进气井实现连通，在煤层的实际气化过程中，当所述进气井注气后，煤层燃烧形成的炙热煤层会落于所述进气井的注气管上，从而对所述注气管造成影响，可能发生所述注气管熔断或所述注气管上的测温探头损坏的现象，严重时导致气化无法连续进行。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中所述煤层气化过程中可能发生的气化设备损坏等问题导致气化无法连续进行从而提供一种在气化过程中不会损坏设备且能连续气化煤层的地下气化装置以及煤炭气化系统和气化方法。为解决上述技术问题，本专利技术的一种地下气化装置，包括煤层垂直剖面上平行设置的进气井和出气井，所述进气井在煤层中设有进气输送段，所述出气井在煤层中设有出气输送段，所述进气输送段沿煤层的垂直方向设置于所述出气输送段的下方，所述煤层垂直剖面上还设有连通所述进气井和所述出气井的贯通井，所述贯通井上设有连通所述进气输送段末端和所述出气输送段末端的第三造斜段，所述第三造斜段与所述进气输送段形成的夹角呈钝角。在本专利技术的一个实施例中，所述钝角的取值范围为115度至135度。在本专利技术的一个实施例中，所述第三造斜段通过裸孔与所述进气输送段末端和所述出气输送段末端相互连通。在本专利技术的一个实施例中，所述进气井还设有位于煤层上方的上覆地层中的进气段以及连接所述进气段和所述进气输送段的第一造斜段；所述出气井还设有位于上覆地层中的出气段以及连接所述出气段和所述出气输送段的第二造斜段；所述贯通井还设有位于上覆地层中与所述第三造斜段相连通的第三垂直段。在本专利技术的一个实施例中，所述进气井内设有连续后退的注气装置，所述注气装置包括设于所述进气段和所述第一造斜段内的第一连续油管和设于所述进气输送段内的第二连续油管。在本专利技术的一个实施例中，所述第二连续油管的末端依次设有感应煤层热量变化的电阻感应器和感应煤层温度变化的温度感测器。本专利技术还提供了一种煤炭气化系统，用于将地下煤层中的煤炭气化，包括上述任意一项所述的地下气化装置。本专利技术还提供了一种利用所述地下气化装置的煤炭气化方法，包括：步骤S1：通过所述贯通井在所述进气井的进气输送段的末端位置点火；步骤S2：关闭所述贯通井，所述进气井加压注入气化剂，使所述贯通井内由所述第三造斜段形成的气化工作面产生的气体通过所述出气井排出。在本专利技术的实施例中，所述步骤S2中，所述第三造斜段进行高压空气吹扫后形成气化工作面。在本专利技术的实施例中，所述步骤S2中，所述进气井采用连续后退方式加压注入气化剂。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：所述进气井在煤层中设有进气输送段，所述出气井在煤层中设有出气输送段，所述贯通井上设有连通所述进气输送段末端和所述出气输送段末端的第三造斜段，因此所述第三造斜段相当于煤炭地下气化中的气化通道，当在所述进气输送段末端处点火，所述进气井中高压注入气化剂时，所述煤层从下部开始燃烧，随着煤层下部持续不断燃烧从而形成一个燃空区，使位于出气输送段的上部煤层失去支撑在重力的作用下垮落，燃烧后的煤层会沿所述第三造斜段的斜度掉落在所述进气输送段的前方，垮落后堆积的煤块具有一定的渗透性，不但使堆积的煤层形成了渗流气化，而且避免了煤层燃烧时形成的炙热煤层掉落在所述进气井上的问题。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术实施例1所述气化装置的示意图；图2是图1中A-A方向的剖面图。图中附图标记表示为：1-上覆地层，2-煤层，3-进气井，31-进气段，32-第一造斜段，33-进气输送段，4-出气井，41-出气段，42-第二造斜段，43-出气输送段，5-贯通井，51-第三垂直段，52-第三造斜段。具体实施方式实施例一：如图1和图2所示，本实施例提供了一种煤炭地下气化装置，包括煤层2垂直剖面上间隔设置的进气井3和出气井4，所述进气井3沿煤层的垂直方向设置在所述出气井4的下方，所述进气井3在煤层中设有进气输送段33，所述出气井4在煤层中设有出气输送段43，所述煤层2垂直剖面上还设有连通所述进气井3和所述出气井4的贯通井5，所述贯通井5上设有连通所述进气输送段33末端和所述出气输送段43末端的第三造斜段52，所述第三造斜段52与所述进气输送段33形成的夹角呈钝角。本专利技术所述的地下气化装置，包括所述煤层2垂直剖面上平行设置的进气井3和出气井4，以及连通所述进气井3和所述出气井4的贯通井5，所述进气井3沿煤层的垂直方向设置在所述出气井4的下方，当所述贯通井关闭时，通过所述进气井3和所述贯通井5以及出气井4的连通从而形成了一个气流通道，使气体从所述进气井3传输到所述贯通井5内最终通过所述出气井4排出；所述进气井3在煤层中设有进气输送段33，所述出气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种地下气化装置，包括煤层(2)垂直剖面上间隔设置的进气井(3)和出气井(4)，所述进气井(3)在煤层中设有进气输送段(33)，所述出气井(4)在煤层中设有出气输送段(43)，所述进气输送段(33)沿煤层的垂直方向设置于所述出气输送段(43)的下方，其特征在于：所述煤层(2)垂直剖面上还设有连通所述进气井(3)和所述出气井(4)的贯通井(5)，所述贯通井(5)上设有连通所述进气输送段(33)末端和所述出气输送段(43)末端的第三造斜段(52)，所述第三造斜段(52)与所述进气输送段(33)形成的夹角呈钝角。
【技术特征摘要】
1.一种地下气化装置，包括煤层(2)垂直剖面上间隔设置的进气井(3)
和出气井(4)，所述进气井(3)在煤层中设有进气输送段(33)，所述出气
井(4)在煤层中设有出气输送段(43)，所述进气输送段(33)沿煤层的垂
直方向设置于所述出气输送段(43)的下方，其特征在于：所述煤层(2)垂
直剖面上还设有连通所述进气井(3)和所述出气井(4)的贯通井(5)，所
述贯通井(5)上设有连通所述进气输送段(33)末端和所述出气输送段(43)
末端的第三造斜段(52)，所述第三造斜段(52)与所述进气输送段(33)形
成的夹角呈钝角。
2.根据权利要求1所述的地下气化装置，其特征在于：所述钝角的取
值范围为115度至135度。
3.根据权利要求1所述的地下气化装置，其特征在于：所述第三造斜
段(52)通过裸孔与所述进气输送段(33)末端和所述出气输送段(43)末
端相互连通。
4.根据权利要求1所述的地下气化装置，其特征在于：所述进气井(3)
还设有位于煤层(2)上方的上覆地层(1)中的进气段(31)以及连接所述
进气段(31)和所述进气输送段(33)的第一造斜段(32)；所述出气井(4)
还设有位于上覆地层(1)中的出气段(41)以及连接所述出气段(41)和所
述出气输送段(43)的第二造斜段(42)；所述贯通井(5)还...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺岩，
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
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