本實用新型涉及煤炭地下氣化開采技術(shù)，屬于不同賦存狀態(tài)的煤層進行高效地下氣化開采的氣化設(shè)施，特別是一種高效的煤炭地下氣化爐。

技術(shù)背景

無井式煤炭地下氣化是通過在原始地下煤層中施工地質(zhì)鉆孔來進行氣化的過程。不同區(qū)域的原始煤層賦存狀態(tài)各異，現(xiàn)有單一形式的地下氣化爐在經(jīng)濟、合理的角度上無法達到煤炭資源的有效覆蓋；同時氣化通道內(nèi)直接氣化后的煤氣含灰、高溫、高壓，會造成出氣鉆孔堵塞、變形；另外常規(guī)地下氣化爐會在垂直出氣鉆孔底部形成很大的燃空區(qū)，造成鉆孔底部應(yīng)力集中，影響鉆孔穩(wěn)定出氣。本發(fā)明專利提出一種適用于不同賦存規(guī)模煤層的高效煤炭地下氣化爐爐型及其構(gòu)建方法，充分利用煤層定向鉆進工藝同時構(gòu)建一體化的地下氣化爐及集氣通道、出氣系統(tǒng)。針對不同賦存規(guī)模的煤層靈活調(diào)整氣化通道條數(shù)及集氣通道長度，利用集氣通道對煤氣進行除塵、降溫、穩(wěn)壓以及均衡煤氣組分，垂直出氣鉆孔位于應(yīng)力集中區(qū)域外側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤層的大面積、持續(xù)化、高效能氣化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種高效的煤炭地下氣化爐，其結(jié)構(gòu)合理，實用性強，可以解決煤炭資源氣化利用率低和直接產(chǎn)品煤氣含塵、高溫、高壓、組分不一及出氣孔底部不穩(wěn)定等相關(guān)問題，保證穩(wěn)定出氣。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)：一種高效的煤炭地下氣化爐，由至少一條集氣通道、均布的氣化通道、均布的出氣孔道和點火區(qū)域組成，均布的氣化通道延煤層傾向鉆進，延走向鉆進的集氣通道位于均布的氣化通道的上部，集氣通道與氣化通道的平面投影交叉設(shè)置，點火區(qū)域由多個點火垂直鉆孔組成，在冷態(tài)壓裂后分別下放點火器，集氣通道與其中之一的點火垂直鉆孔連通，均布的出氣孔道分別與相對應(yīng)的氣化通道連通，產(chǎn)生的煤氣先匯集到集氣通道后由出氣孔道排出。

本實用新型提出采用煤層定向鉆進技術(shù)構(gòu)建一體化的地下氣化爐及集氣通道、出氣系統(tǒng)，它使得上述問題得以解決，是一種實用性強的發(fā)明。爐型兼顧煤層氣化及產(chǎn)品排出，通過與氣化通道垂直的集氣通道進行煤氣自處理，將出氣孔布置在應(yīng)力集中區(qū)以外，從根本上解決了氣化爐的不穩(wěn)定出氣問題。

本實用新型的有益效果

1、提高煤炭資源的利用率。針對不同煤炭資源的賦存特點構(gòu)建地下氣化爐，靈活調(diào)整氣化通道和集氣通道的長度，實現(xiàn)氣化資源利用率90%以上，大大提高了煤炭資源的利用率。

2、提高產(chǎn)品煤氣的綜合質(zhì)量。將各條氣化通道內(nèi)的產(chǎn)品煤氣首先匯聚于集氣通道內(nèi)，利用集氣通道進行緩沖，達到一定的除塵、降溫、穩(wěn)壓以及均衡煤氣組分效果，提高了直接產(chǎn)品煤氣的綜合質(zhì)量。

3、提高出氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由垂直鉆孔組成的出氣系統(tǒng)布置于應(yīng)力集中區(qū)以外，避免了地下形成空區(qū)后地層錯動對出氣孔底部的剪切作用，同時形成的一定長度的出氣管路會達到降低煤氣溫度及高溫干餾兩側(cè)煤炭資源的效果，保證出氣鉆孔底部處于穩(wěn)定的地應(yīng)力狀態(tài)之下，且不受過高溫度影響，提高了出氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本實用新型結(jié)構(gòu)合理，實用性強，解決了煤炭資源氣化利用率低和直接產(chǎn)品煤氣含塵、高溫、高壓、組分不一及出氣孔底部不穩(wěn)定等相關(guān)問題，保證了穩(wěn)定出氣。

附圖說明

圖1為本實用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為圖1的A—A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種高效的煤炭地下氣化爐，如圖1、圖2、圖3所示，由至少一條集氣通道2、均布的氣化通道、均布的出氣孔道和點火區(qū)域組成，均布的氣化通道延煤層縱向鉆進，橫向鉆進的集氣通道2位于均布的氣化通道的上部，集氣通道2與氣化通道交叉設(shè)置，點火區(qū)域由多個點火垂直鉆孔組成，在冷態(tài)壓裂后分別下放點火器，集氣通道2與其中之一的點火垂直鉆孔連通，均布的出氣孔道分別與相對應(yīng)的氣化通道連通，產(chǎn)生的煤氣先匯集到集氣通道2后由出氣孔道排出。點火區(qū)域由第一、第二、第三點火垂直鉆孔6、7、8構(gòu)成，鉆孔深入煤層底板1-1.5米，雙層套管固井，孔徑根據(jù)點火器的大小確定。出氣孔道由第一、第二、第三、第四、第五至第n個出氣垂直鉆孔9、10、11、12、13、……至n組成，鉆孔鉆至煤層底板即可，雙層套管固井，底部擴孔并施加支護，孔徑根據(jù)產(chǎn)氣量的需要確定。集氣通道2與第一點火垂直鉆孔6連通，集氣通道2的水平段延煤層走向鉆進，與煤層底板的距離為3.5-6米，其垂直段和定向增斜段采用石油套管固井，水平段下放支護管，其水平段長度可根據(jù)氣化通道布置數(shù)目調(diào)整或做預(yù)留。氣化通道由第一、第二、第三氣化通道3、4、5構(gòu)成，并且分別與第一、第三和第五出氣通道9、11、13連通，氣化通道水平段延煤層傾向鉆進，與煤層底板的距離為0.5-1米，垂直段和定向增斜段采用標準石油套管固井，水平段下放支護管，水平管的長度根據(jù)氣化規(guī)模確定。將出氣孔道進行冷態(tài)壓裂。

本實用新型的優(yōu)勢在于：利用先進的煤層定向鉆進工藝，同時針對不用賦存條件的煤層構(gòu)建一體化的地下氣化爐及集氣通道、出氣系統(tǒng)，容易實施，施工周期短；集氣通道可以對各氣化通道的煤氣進行除塵、降溫、穩(wěn)壓，均衡組分；出氣系統(tǒng)位于應(yīng)力集中區(qū)域外側(cè)，能夠避免孔底垮塌；并可根據(jù)氣化規(guī)模的不同，靈活地調(diào)整氣化通道條數(shù)、集氣通道長度及出氣孔數(shù)目。從根本上解決了煤炭資源氣化利用率低和直接產(chǎn)品煤氣含塵、高溫、高壓、組分不一及出氣孔底部不穩(wěn)定等相關(guān)問題，保證了氣化爐的長期、穩(wěn)定、高效運行。