地下气化炉控水方法技术

本发明专利技术涉及一种煤炭地下气化领域，尤其涉及一种地下气化炉控水方法。该地下气化炉控水方法包括在当前待气化煤层区域进行煤炭气化之前执行的如下步骤：步骤1，间隔于待气化煤层区域建立至少一个水平井，与每个水平井一一对应建立一个与其连通的垂直井，水平井的水平段位于煤层中；步骤2，密封水平井和垂直井的井口，以将每个水平井和与其连通的垂直井构建为一个当前密封通道；步骤3，向当前密封通道中注入冷却剂，以使当前密封通道周围的煤层含水结冰。由此将待气化煤层区域周围的煤层含水固定在原位，形成冰墙，以阻止外侧的煤层含水向待气化煤层区域聚集，影响待气化煤层区域的气化以及生成的煤气组分。

Water control method for underground gasification furnace

The invention relates to the field of underground coal gasification, in particular to an underground gasification furnace water control method. The underground gasification furnace water control method comprises the following steps of coal gasification in the gasification of coal seam area prior to the implementation of the steps of: 1 to establish regional coal gasification interval of at least one horizontal wells, horizontal wells and each corresponding to establish a connected vertical wells, horizontal section of horizontal well in coal seam; step 2, sealing the horizontal and vertical wells, to build each horizontal wells and vertical wells connected to a current sealed channel; step 3, the current injected coolant to the sealing channel, so that the sealing seam water channel around the ice. The water will be around coal gasification of coal seam area fixed in situ, the formation of the ice wall, to prevent the outside of the water coal gasification of coal seam to be regional aggregation effect to the gasification of coal seam gasification and gas generating area group division.

【技术实现步骤摘要】
地下气化炉控水方法
本专利技术涉及一种煤炭地下气化领域，尤其涉及一种地下气化炉控水方法。
技术介绍
在煤炭地下气化过程中，煤层本身含有水(将煤层含有的水称为煤层含水)，例如，褐煤本身含水量大，甚至在变质程度差的局部还存在泥煤。所以在气化过程中，经常遇到煤层含水聚集影响气化正常进行，尤其是待气化煤层区域之外的煤层含水向正在气化的煤层聚集，从而造成生成的煤气组分大幅下降的问题。CN200810119351.9公开了一种新型煤炭地下气化炉型，特别适用于含水煤层的气化。该新型煤炭地下气化炉型同时兼顾地下气化炉及排水炉或排水通道。其中，该排水通道能够有效地用于气化前的煤层疏水及气化过程中的炉体排水，保障煤层水的排泄，从而实现含水煤层的稳定气化。但是这种技术形成的水流迁移也会引起气化后水中污染物的迁移，有污染其他水源的风险。CN201110435562.5公开了一种煤炭地下气化气化炉地下水防控方法及装置。该方法包括如下步骤：将煤炭地下气化气化炉顶板的上覆充水含水层中的一部分水，从降压排水井抽排出；将抽排出的水经注水井回注到注水层中，注水层与上覆充水含水层为同一含水层或不同含水层；其中，在对上覆充水含水层进行抽排水之后，降压排水井中的地下水位等于或大于气化炉的安全设计水位。此种方法需要对工作区域内布置很多井和管道，并且无法阻止气化过程中煤层水对气化炉的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻止煤层含水向当前待气化煤层区域聚集的地下气化炉控水方法。为实现上述目的，提供一种地下气化炉控水方法，包括在当前待气化煤层区域进行煤炭气化之前执行的如下步骤：步骤1，间隔于当前待气化煤层区域建立至少一个水平井，与每个水平井一一对应建立一个与其连通的垂直井，水平井的水平段位于煤层中；步骤2，密封水平井和垂直井的井口，以将每个水平井和与其连通的垂直井构建为一个当前密封通道；步骤3，向当前密封通道中注入冷却剂，以使当前密封通道周围的煤层含水结冰。根据本专利技术，在水平井的水平段设置有筛管。根据本专利技术，环绕当前待气化煤层区域构建四个当前密封通道。根据本专利技术，四个当前密封通道构造为：相邻两个当前密封通道的垂直井彼此相对或相反设置。根据本专利技术，四个当前密封通道彼此隔离。根据本专利技术，步骤1至步骤3中构建了两个当前密封通道，其中，两个当前密封通道位于当前待气化煤层区域中的气化通道的两侧、并与其平行。根据本专利技术，两个当前密封通道的中心线至气化通道的中心线的距离大于或等于20m。根据本专利技术，地下气化炉控水方法还包括如下步骤4-7：步骤4，在当前待气化煤层区域煤炭气化完毕后，解冻当前密封通道；步骤5，以解冻后的一个当前密封通道为新气化通道，以形成包含该新气化通道的新待气化煤层区域；步骤6，间隔于新待气化煤层区域建立水平段位于煤层中的新密封通道，向新密封通道中注入冷却剂以使其周围的煤层含水结冰；步骤7，以新待气化煤层区域作为当前待气化煤层区域，以新密封通道作为当前密封通道，并且返回步骤4循环。其中，煤层中需要进行煤炭气化的目标气化区域13被划分为多个子区域，多个子区域依次为上述“当前待气化煤层区域”和“新待气化煤层区域”。在目标气化区域的全部煤层进行煤炭气化完毕后。上述循环停止。根据本专利技术，当前待气化煤层区域的与当前密封通道相邻的边缘至该当前密封通道的中心线的距离大于5m。根据本专利技术，还包括：在当前待气化煤层区域煤炭气化过程中，检测垂直井井口内气体的压力的步骤，其中，当压力上升时向当前密封通道中补充注入冷却剂，直至恢复至所述上升前的压力值。相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术间隔于当前待气化煤层区域构建当前密封通道，并在对当前待气化煤层区域进行气化之前向当前密封通道中注入冷却剂，以使当前密封通道周围的煤层含水结冰，由此将当前待气化煤层区域周围的煤层含水固定在原位，形成冰墙。该冰墙将当前待气化煤层区域与冰墙外侧的煤层隔离，以防止外侧的煤层含水向当前待气化煤层区域聚集，影响当前待气化煤层区域的气化以及生成的煤气组分。同时，也避免了当前待气化煤层区域气化产生的污染物对冰墙外侧的煤层含水的影响。附图说明图1是本专利技术的地下气化炉控水方法的第一个实施例应用于煤炭地下气化系统的俯视示意图；图2是图1示出的煤炭地下气化系统的截面示意图；图3是前苏联经验数据曲线图；图4是前苏联经验数据曲线修正图；图5是本专利技术的地下气化炉控水方法的第二个实施例应用于煤炭地下气化系统的俯视示意图；图6是图5示出的煤炭地下气化系统的截面示意图；图7是本专利技术的地下气化炉控水方法的第三个实施例应用于煤炭地下气化系统的俯视示意图；图8是图7示出的煤炭地下气化系统的截面示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式进行描述。煤炭地下气化是使地下煤炭通过热化学反应原地转化为可燃气体的技术，集建井、采煤、转化三大工艺为一体。在煤层中建立一个或多个气化通道，向气化通道中通入氧化剂并点燃，以从燃烧面向气化通道的煤层开始，逐渐扩大燃烧范围，从而使得围绕该一个或多个气化通道周围的煤层区域气化，并在气化以后形成燃空区。在本专利技术中，将在煤炭地下气化之前围绕在一个或多个气化通道周围的、并在一次煤炭地下气化后形成燃空区的煤层区域称之为“当前待气化煤层区域”。在本专利技术的如下实施例中，将当前待气化煤层区域在俯视时(即由垂直地看向地面时)以矩形方框示出，并以附图标记“1”标记。可理解，当前待气化煤层区域仅为煤层气化前所设定的期望的燃烧区域，而实际完成煤炭气化的区域并不一定与该当前待气化煤层区域完全重合，也不一定为规则的矩形。此外，在除下述实施例以外的其他实施例中，根据实际需要，俯视时当前待气化煤层区域的形状不局限于矩形。参照图1，本专利技术的地下气化炉控水方法的第一个实施例，包括在当前待气化煤层区域1进行煤炭气化之前执行的如下步骤：步骤1，间隔于所述当前待气化煤层区域1建立至少一个水平井2，与每个水平井2一一对应建立一个与其连通的垂直井3，所述水平井2的水平段位于煤层中；步骤2，密封所述水平井2和所述垂直井3的井口，以将每个水平井2和与其连通的垂直井3构建为一个当前密封通道；步骤3，向所述当前密封通道中注入冷却剂，以使所述当前密封通道周围的煤层含水结冰。上述步骤将当前密封通道周围的煤层含水固定在原位，形成冰墙。可理解，该冰墙是由当前密封通道内壁向周围煤层延伸出形成的、并包围当前密封通道。由此，该冰墙将当前待气化煤层区域与冰墙外侧(背离当前待气化煤层区域的一侧)的煤层隔离，以防止外侧的煤层含水向当前待气化煤层区域聚集，影响当前待气化煤层区域的气化以及生成的煤气组分。同时，也避免了当前待气化煤层区域气化产生的污染物对冰墙外侧的煤层含水的影响。其中，可理解，此处所形成的冰墙并非日常所见的仅由水凝集在一起组成的冰墙。而是将煤层含水固定在原位以封闭煤层中的缝隙，以阻挡外侧的水穿过该缝隙流向当前待气化煤层区域。其中，煤层含水结冰形成的冰墙是包围密封通道的，即可理解为将密封通道冰冻。此外，所形成的冰墙间隔于当前待气化煤层区域以在当前待气化煤层区域煤炭气化时保持其挡水作用，而不受待气化煤层区域煤炭气化的影响。继续参照图1和图2，如下具体地执行步骤1：在当前待气化煤层区域1进行煤炭气化之前，环绕当前待气化煤层区域1建立四个水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下气化炉控水方法，其特征在于，包括在当前待气化煤层区域(1)进行煤炭气化之前执行的如下步骤：步骤1，间隔于所述当前待气化煤层区域(1)建立至少一个水平井(2)，与每个所述水平井(2)一一对应建立一个与其连通的垂直井(3)，所述水平井(2)的水平段位于煤层中；步骤2，密封所述水平井(2)和所述垂直井(3)的井口，以将每个水平井(2)和与其连通的垂直井(3)构建为一个当前密封通道；步骤3，向所述当前密封通道中注入冷却剂，以使所述当前密封通道周围的煤层含水结冰；环绕所述当前待气化煤层区域(1)构建四个所述当前密封通道；所述四个当前密封通道彼此隔离。

【技术特征摘要】
1.一种地下气化炉控水方法，其特征在于，包括在当前待气化煤层区域(1)进行煤炭气化之前执行的如下步骤：步骤1，间隔于所述当前待气化煤层区域(1)建立至少一个水平井(2)，与每个所述水平井(2)一一对应建立一个与其连通的垂直井(3)，所述水平井(2)的水平段位于煤层中；步骤2，密封所述水平井(2)和所述垂直井(3)的井口，以将每个水平井(2)和与其连通的垂直井(3)构建为一个当前密封通道；步骤3，向所述当前密封通道中注入冷却剂，以使所述当前密封通道周围的煤层含水结冰；环绕所述当前待气化煤层区域(1)构建四个所述当前密封通道；所述四个当前密封通道彼此隔离。2.根据权利要求1所述的地下气化炉控水方法，其特征在于，在所述水平井(2)的水平段设置有筛管(4)。3.根据权利要求1所述的地下气化炉控水方法，其特征在于，所述四个当前密封通道构造为：相邻两个所述当前密封通道的所述垂直井(3)彼此相对或相反设置。4.根据权利要求1所述的地下气化炉控水方法，其特征在于，所述步骤1至步骤3中构建了两个所述当前密封通道，其中，所述两个当前密封通道位于所述当前待气化煤层区域(1)中的气化通道的两侧、并与其平行。5.根据权利要求4所述的地下气化...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚凯，李金刚，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13