[发明专利]煤炭地下气化炉及其构建方法

说明书

本发明公开了一种煤炭地下气化炉及其构建方法，煤炭地下气化炉包括在煤层中与出气定向钻孔相贯通的构造垂直钻孔、多个进气定向钻孔、多个出气垂直钻孔，多个进气定向钻孔沿所述出气定向钻孔水平段均匀排布，多个出气垂直钻孔在该出气定向钻孔水平段的两侧交替排布。本发明所提供的煤炭地下气化炉及其构建方法，多个进气定向钻孔沿所述出气定向钻孔水平段均匀排布，多个出气垂直钻孔在该出气定向钻孔水平段的两侧交替排布，解决了现有气化炉气化效果差、产气欠连续性和稳定性、气化率低的问题，提升了煤层的采收率，降低了生产成本，提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及煤炭地下气化技术领域，具体涉及一种煤炭地下气化炉及其构建方法。

背景技术

煤炭地下气化(Underground Coal Gasification，UCG)就是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生燃料气体的过程。该过程集建井、采煤、地面气化三大工艺为一体，变传统的物理采煤为化学采煤，只提取煤中的含能组分，而将灰渣、矸石等留在地下，实现了地下无人生产，避免了人身伤害和各种矿井事故的发生，被誉为“第二代”采煤方法。

地下气化炉通常由进气井、气化通道、出气井及辅助监测井所组成，气化剂从进气井注入，在气化通道中与煤层发生复杂的热化学反应，生成的煤气沿气化通道和出气井输送至地面。

狭义的地下气化炉型是指气化通道的形状，广义的地下气化炉型是指地下气化所用钻孔的类型、相互位置、气化时的用途及启动顺序等形成的通道形状。

随着地下气化炉产能和稳定的煤气组分的需求，多列式气化炉应运而生。目前，多列式气化炉存在较多问题，如倒列、列间维护及其多列式气化炉布局都是影响其发展的因素。公开号为CN101382065A的中国发明专利，其公开了一种无井式地下气化工艺，给出了一种“L”形地下气化炉，主要特点在于一个水平定向钻井贯通多个竖直钻井形成“一”线炉作为出气列，高压火力贯通另外多个竖直钻孔形成“一”线炉作为气化列，两者共同组成“L”型地下气化炉。这一“L”形地下气化炉，构建难度大、结构不够稳定，一个水平定向钻井贯穿多个竖直钻井不易实现，既使实现，后续如不尽快利用，存在钻井堵塞风险；贯通—生产的循环，操作难度大，多排竖直井都需要高压火力贯通，在不停地进行着高压火力贯通—气化生产的循环切换中，操作难度大。公开号为CN101382062A的中国发明专利，其公开了一种巷控供气侧线地下气化炉，其包括煤气通道、在煤气通道内定向钻进的煤层底部的排钻孔、设于煤层底板岩石内的供气巷、供气管道以及各类温度、压力流量测试仪表仪器阀门、供气巷与排钻孔之间的供气支管等。该地下气化炉存在气化效果差、产气欠连续、稳定，产气量少、气化率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在满足煤气组分的同时，能够提高煤层的采收率，降低成本，提高经济效益的煤炭地下气化炉及其构建方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤炭地下气化炉，包括在煤层中与出气定向钻孔相贯通的构造垂直钻孔、多个进气定向钻孔、多个出气垂直钻孔，多个进气定向钻孔沿所述出气定向钻孔水平段均匀排布，多个出气垂直钻孔在该出气定向钻孔水平段的两侧交替排布。

作为优选，所述出气定向钻孔内和多个进气定向钻孔内均放置有作为连续油管的支护套管。

作为优选，多个进气定向钻孔位于所述出气定向钻孔水平段的同一侧。

优选地，各个进气定向钻孔相互平行。

优选地，各个进气定向钻孔的水平段与所述出气定向钻孔的水平段垂直并贯通。

优选地，相邻的两个进气定向钻孔之间的间距为30～60米。

作为优选，多个进气定向钻孔位于所述出气定向钻孔水平段的两侧。