一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法，点火装置包括装置本体，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室和气体输入混合室，气体输出混合室和气体输入混合室之间设置有气体混合通道，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，地下气化炉包括进气井和生产出气井，进气井和生产出气井之间煤层中设置有水平气化通道，在气化通道中设置有煤层点火装置，在进气井的井口设置有升降卷管机，升降卷管机的卷动拖动煤层点火装置从气化通道的生产出气井侧向进气井侧移动，本发明专利技术通过对对气化过程中的点火方法进行改进，实现了任意点快速、可控、安全的点火，点火装置可多次重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法
本专利技术涉及一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法。
技术介绍
煤炭地下气化过程主要包括气化炉建设、煤层点火、煤层气化三个步骤。气化炉一般由进气井、生产井和气化通道组成。目前气化炉的生产通常采用的是在出气井侧一次点火，在水平井分段设置注气点，随着从一次点火点向后燃烧气化区随之后退，后退的过程中注气点被依次触发打开分段注气实现煤层的气化生产。上述是理想的生产过程，然而地下煤层千变万化，在实际的生产过程中，当燃烧空腔发展到一定程度后，往往会出现不能触发下一个注气点而出现灭火不能连续生产或者反应条件破坏，燃烧不充分煤气品质下降，这时就需重新建立气化反应区，而如何快速在水平通道内任一点建立火区是建立新气化反应区的关键。需要从出气井侧伸进装置重新点火，工序复杂，操作难度大。而且上述后撤气化的方式，在引火过程中，会因为煤层结构变化、夹矸等无法引火或引火时间过长，导致在引火过程中出现煤气组分差，运行不稳定的问题，影响地面系统的稳定运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法，通过在水平气化通道中设置一个可重复点火装置，采用后退任一点点火的工艺方法提高地下气化炉的出气质量和稳定性。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种地下煤层点火装置，包括装置本体，其中，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室和气体输入混合室，气体输出混合室和气体输入混合室之间设置有气体混合通道，气体输入混合室包括相互连接的复合连续接口管和气体输入预混室，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，在气体混合通道气体输入端的圆锥敞口空腔是所述气体输入预混室，在气体混合通道气体输出端的圆锥敞口空腔是所述气体输出混合室，在复合连续接口管中、轴向通过支架固定设置有燃料输送接口管，所述燃料输送接口管与所述气体混合通道同轴、间隔设置，环绕所述气体混合通道与所述气体混合通道平行设置有多个通孔，通孔贯通气体输入预混室和气体输出混合室，一个点火枪的点火头从气体输出混合室的侧壁伸出，点火枪的控制线从所述复合连续接口管引出，一个温度传感器从所述气体输出混合室的侧壁伸出设置在气体输出混合室中，温度传感器的信号引出线从所述复合连续接口管引出。方案进一步是：所述燃料输送接口管的直径小于或等于所述气体混合通道直径，所述燃料输送接口管的出口与所述气体混合通道输入口的间隔距离是3cm至10cm。方案进一步是：所述输入预混室的圆锥敞口空腔是起始30°至尾端70°弧形收口的圆锥敞口空腔，所述气体输出混合室的圆锥敞口空腔是起始30°夹角的抛物线弧形圆锥敞口空腔。一种地下气化炉，是后退可重复点火地下气化炉，包括进气井和生产出气井，进气井和生产出气井在地面间隔设置、垂直向下延伸到煤层，在煤层中通过定向钻孔设置有水平气化通道，气化通道与进气井和生产出气井连通，其特征在于，在气化通道中设置有所述的煤层点火装置，煤层点火装置的复合连续接口管和燃料输送接口管分别连接相套的复合连续管和燃料输送管，相套的复合连续管和燃料输送管从进气井的井口引出连接在一个升降卷管机上，升降卷管机的卷动拖动煤层点火装置从气化通道的生产出气井侧向进气井侧移动，复合连续管的输入口连接气化剂注入系统，燃料输送管的输入口连接燃料注入系统，煤层点火装置的点火枪的控制线和温度传感器的信号引出线从复合连续管引出连接至一个控制器，所述控制器同时连接控制所述气化剂注入系统和燃料注入系统，在所述生产出气井的井口通过管路连接气化气回收系统，在回收系统中设置有参数分析仪，参数分析仪的参数分析信号连接至所述控制器。方案进一步是：所述煤层点火装置中的燃料输送接口管的直径小于或等于所述气体混合通道直径，所述煤层点火装置中的燃料输送接口管的出口与所述气体混合通道输入口的间隔距离是3cm至10cm。一种地下气化炉后退重复点火气化方法，是基于所述地下气化炉的后退重复点火气化方法，所述方法步骤是：第一步：将点火装置放置在气化通道中接近生产出气井煤层端口的位置，向复合连续管注入气化剂，向燃料输送管注入燃料，点火，点火成功后进入气化生产；第二步：实时监测气化生产的煤气组份参数，当测得的煤气组份低于一个设定的阈值时认为气化的煤层气化接近完成；第三步：启动进气井口的升降卷管机拖动点火装置向后移动一个设定的煤层燃烧段距离的位置，向复合连续管注入气化剂，向燃料输送管注入燃料，再次点火，点火成功后进入气化生产并返回第二步。所述方法步骤是：所述点火的过程是：在向复合连续管注入气化剂，向燃料输送管注入燃料后；a,触发点火枪的点火头，判断燃料是否点燃，当气体输出混合室的温度持续上升至一个设定温度以上，则燃料已点燃，关闭触发，否则持续触发点火头；b，提高注入的气化剂和燃料的流量，将点燃的火焰从气体输出混合室推至煤层，检测气体输出混合室温度和生产出气井出口的煤气组份含量，当气体输出混合室的温度下降至设定温度或以下，则维持此时注入的气化剂和燃料的流量直至煤气组份含量达到或超过煤气组份含量设定阈值；c，在煤气组份含量达到或超过气体组份含量设定阈值后，停止向燃料输入管注入燃料，调整气化剂注入量或气化剂组份，维持煤层的燃烧，使生产出气井出口的煤气组份含量保持或超过煤气组份含量设定阈值。所述方法步骤是：当停止向燃料输入管注入燃料后，向燃料输入管注入气化剂。所述方法步骤是：所述气化剂是含氧浓度为20%至80%的气体，所述燃料是气体燃料或液体燃料，所述气体燃料是天然气、液化石油气、煤气、乙烷、丙烷、丁烷、乙炔中的一种，所述液体燃料是柴油、汽油、酒精中的一种。所述方法步骤是：所述复合连续管与进气井侧壁以及气化通道侧壁之间形成有环空通道，在气化生产期间向所述环空通道注入气体或者液体，所述的气体是惰性气体、或氧气浓度小于40%的混合气体，所述液体是水。本专利技术的有益效果是：通过对气化过程中的点火方法进行改进，实现了任意点快速、可控、安全的点火，点火装置可多次重复使用，无需多次在地面安装，缩短点火的时间，保证气化炉稳定运行，使煤气组分更加稳定，更好地与地面煤气系统匹配，加快煤炭地下气化工业化生产的步伐。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述。附图说明图1本专利技术点火装置轴侧剖面结构示意图；图2本专利技术点火装置轴断剖面结构示意图；图3本专利技术地下气化炉结构示意图；图4本专利技术地下气化炉结构后退点火示意图；图5本专利技术地下气化炉结构后退后煤层燃烧后的示意图。具体实施方式实施例1：一种地下煤层点火装置，如图1和2所示，点火装置包括装置本体1，其中，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室101和气体输入混合室102，气体输入混合室包括相互连接的复合连续接口管104和气体输入预混室102-1，图1示意了复合连续接口管104与复合连续管2的连接方式，即复合连续接口管104通过子口插在复合连续管2中，插接后可以通过螺丝在管壁上固定。气体输出混合室和复合连续接口管104之间设置有气体混合通道103，气体混合通道103是等直径通道，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，在气体混合通道气体输入端的圆锥敞口空腔是所述气体输入预混室102-1，在气体混合通道气体输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下煤层点火装置，包括装置本体，其特征在于，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室和气体输入混合室，气体输出混合室和气体输入混合室之间设置有气体混合通道，气体输入混合室包括相互连接的复合连续接口管和气体输入预混室，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，在气体混合通道气体输入端的圆锥敞口空腔是所述气体输入预混室，在气体混合通道气体输出端的圆锥敞口空腔是所述气体输出混合室，在复合连续接口管中、轴向通过支架固定设置有燃料输送接口管，所述燃料输送接口管与所述气体混合通道同轴、间隔设置，环绕所述气体混合通道与所述气体混合通道平行设置有多个通孔，通孔贯通气体输入预混室和气体输出混合室，一个点火枪的点火头从气体输出混合室的侧壁伸出，点火枪的控制线从所述复合连续接口管引出，一个温度传感器从所述气体输出混合室的侧壁伸出设置在气体输出混合室中，温度传感器的信号引出线从所述复合连续接口管引出。

【技术特征摘要】
1.一种地下煤层点火装置，包括装置本体，其特征在于，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室和气体输入混合室，气体输出混合室和气体输入混合室之间设置有气体混合通道，气体输入混合室包括相互连接的复合连续接口管和气体输入预混室，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，在气体混合通道气体输入端的圆锥敞口空腔是所述气体输入预混室，在气体混合通道气体输出端的圆锥敞口空腔是所述气体输出混合室，在复合连续接口管中、轴向通过支架固定设置有燃料输送接口管，所述燃料输送接口管与所述气体混合通道同轴、间隔设置，环绕所述气体混合通道与所述气体混合通道平行设置有多个通孔，通孔贯通气体输入预混室和气体输出混合室，一个点火枪的点火头从气体输出混合室的侧壁伸出，点火枪的控制线从所述复合连续接口管引出，一个温度传感器从所述气体输出混合室的侧壁伸出设置在气体输出混合室中，温度传感器的信号引出线从所述复合连续接口管引出。2.根据权利要求1所述的地下煤层点火装置，其特征在于，所述燃料输送接口管的直径小于或等于所述气体混合通道直径，所述燃料输送接口管的出口与所述气体混合通道输入口的间隔距离是3cm至10cm。3.根据权利要求1所述的地下煤层点火装置，其特征在于，所述输入预混室的圆锥敞口空腔是起始30°至尾端70°弧形收口的圆锥敞口空腔，所述气体输出混合室的圆锥敞口空腔是起始30°夹角的抛物线弧形圆锥敞口空腔。4.一种地下气化炉，是后退可重复点火地下气化炉，包括进气井和生产出气井，进气井和生产出气井在地面间隔设置、垂直向下延伸到煤层，在煤层中通过定向钻孔设置有水平气化通道，气化通道与进气井和生产出气井连通，其特征在于，在气化通道中设置有权利要求1所述的煤层点火装置，煤层点火装置的复合连续接口管和燃料输送接口管分别连接相套的复合连续管和燃料输送管，相套的复合连续管和燃料输送管从进气井的井口引出连接在一个升降卷管机上，升降卷管机的卷动拖动煤层点火装置从气化通道的生产出气井侧向进气井侧移动，复合连续管的输入口连接气化剂注入系统，燃料输送管的输入口连接燃料注入系统，煤层点火装置的点火枪的控制线和温度传感器的信号引出线从复合连续管引出连接至一个控制器，所述控制器同时连接控制所述气化剂注入系统和燃料注入系统，在所述生产出气井的井口通过管路连接气化气回收系统，在回收系统中设置有参数分析仪，参数分析仪的参数分析信...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑琴，戚川，
申请(专利权)人：国氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11