本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及煤炭地下氣化開(kāi)采技術(shù)，具體而言，涉及一種煤炭地下氣化爐爐身結(jié)構(gòu)及構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

煤炭在常規(guī)的開(kāi)采、運(yùn)輸、裝備和加工利用過(guò)程中，給人類(lèi)生存環(huán)境造成了各種污染，如地面坍塌、污水和有害氣體的排放等，嚴(yán)重影響人們身體健康和生活環(huán)境。而當(dāng)前全球大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，不斷發(fā)展清潔能源已經(jīng)成為世界各國(guó)的共識(shí)。尤其是近段時(shí)間我國(guó)諸多城市霧霾天氣持續(xù)，燃煤污染成為越來(lái)越多人的詬病，發(fā)展煤炭清潔開(kāi)采和燃燒技術(shù)，在我國(guó)這個(gè)煤炭?jī)?chǔ)量及消費(fèi)大國(guó)越發(fā)顯得重要。在煤炭地下氣化過(guò)程中，燃燒過(guò)的灰渣、其它有害物及放射物質(zhì)都留在地下，減少了地面沉陷及上述各過(guò)程中的環(huán)境污染，這就使得煤炭地下氣化技術(shù)得到了越來(lái)越多的重視。

無(wú)井式煤炭地下氣化開(kāi)采技術(shù)是通過(guò)在地下煤層中施工地質(zhì)鉆孔來(lái)進(jìn)行原位氣化，把煤炭中的固體有機(jī)物通過(guò)熱力和化學(xué)作用變?yōu)榭扇細(xì)怏w的過(guò)程。在這一過(guò)程中，氣化劑的進(jìn)入、煤層的化學(xué)反應(yīng)、氣體的排出均需通過(guò)地下氣化爐實(shí)現(xiàn)，地下氣化爐爐型結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)有的氣化爐爐型主要都是針對(duì)我國(guó)中東部地區(qū)煤層總體厚度不大的賦存特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，而我國(guó)西北部地區(qū)成煤條件優(yōu)越，以吐哈盆地為例，其聚煤作用廣泛而強(qiáng)烈，屢屢出現(xiàn)單層平均厚度近百米的巨厚煤層是其特征，那么應(yīng)用現(xiàn)有的氣化爐爐型在我國(guó)西北部巨厚煤層賦存區(qū)域進(jìn)行地下氣化工程，就會(huì)給不可再生的煤炭資源造成極大浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提出了一種本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提出構(gòu)建一種新型的煤炭地下氣化爐爐型。

一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種煤炭地下氣化爐爐身結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：u型井、至少一個(gè)分支造斜段和至少一個(gè)分支水平段；u型井結(jié)構(gòu)分為直井段、對(duì)接直井段、主干水平段和主干造斜段；各所述分支造斜段與直井段連通，各所述分支水平段與各所述分支造斜段連接，各所述分支水平段與所述u型井對(duì)接直井段不連通。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化爐爐身結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括至少一個(gè)預(yù)留側(cè)孔，各所述預(yù)留側(cè)孔開(kāi)設(shè)在u型井的對(duì)接直井段側(cè)壁上，該預(yù)留側(cè)孔用于連通所述分支水平段。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化爐爐身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)留側(cè)孔距所述分支水平段水平距離2m。

另一方面，本發(fā)明還提出了一種煤炭地下氣化爐構(gòu)建方法，其特征在于，包括，

步驟s1，鉆挖u型井，u型井結(jié)構(gòu)分為直井段、對(duì)接直井段、主干水平段和主干造斜段；

步驟s2，鉆挖分支造斜段和分支水平段，連通分支造斜段、分支水平段和u型井直井段，分支水平段不連通u型井對(duì)接直井段；

步驟s3，根據(jù)施工需要決定是否重復(fù)步驟s2以及重復(fù)次數(shù)。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化爐構(gòu)建方法中，其特征在于，步驟s2，還包括在u型井對(duì)接直井段側(cè)壁上根據(jù)各分支水平段的位置預(yù)留側(cè)孔。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化爐構(gòu)建方法中，其特征在于，步驟s1，u型井的井直井段、對(duì)接直井段和主干造斜段下入石油套管并固井，主干水平段下入打孔的煤層支護(hù)管并不固井。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化爐構(gòu)建方法中，其特征在于，步驟s2，分支造斜段下入石油套管并固井，分支水平段下入打孔的煤層支護(hù)管并不固井。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化爐構(gòu)建方法中，其特征在于，所述u型井的主干水平段布置在煤層底部。

本發(fā)明的有益效果：充分利用u型多分支對(duì)接井技術(shù)構(gòu)建一體化的地下氣化爐，把巨厚煤層分為不同層位進(jìn)行氣化開(kāi)采，它將使得上述問(wèn)題得以解決，是一種實(shí)用性強(qiáng)的發(fā)明。該爐型的構(gòu)建是通過(guò)第主干水平井和至少一個(gè)第二分支水平井平行、立體布置，利用各分支水平井對(duì)巨厚煤層分層進(jìn)行氣化，大大節(jié)約了建爐成本，同時(shí)，從根本上解決氣化巨厚煤層資源浪費(fèi)的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例主視圖

圖2為本發(fā)明實(shí)施例左視圖

圖3為本發(fā)明實(shí)施例右視圖

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例一：

本發(fā)明的技術(shù)方案：特點(diǎn)在于爐型構(gòu)建采用u型多分支對(duì)接井技術(shù)。通過(guò)主干水平井在煤層下部構(gòu)建第一氣化通道，與靶點(diǎn)直井對(duì)接并溝通。通過(guò)主干水平井的垂直段在煤層中、上部施工至少一個(gè)二分支水平井，構(gòu)建第二或第三氣化通道，與靶點(diǎn)直井對(duì)接但不溝通。先進(jìn)行主干氣化，然后再對(duì)上部分支依次進(jìn)行氣化，利用一套注氣裝置由水平井共用的垂直段依次放入井下不同分支內(nèi)，產(chǎn)品氣體由共用的對(duì)接直井依次排出。

如圖1所示，一種煤炭地下氣化爐爐身結(jié)構(gòu)主要包括：u型井直井段1、對(duì)接直井2、主干造斜段4、二分支造斜段3、主干水平段6、二分支水平段5、直井預(yù)留側(cè)孔7。

施工直井2穿越巖層8至煤層9底板以上2-3米，下入石油套管并固井，其中在煤層中部偏上2-3米處套管預(yù)留側(cè)孔7。

施工u型井直井段1，下入石油套管并固井；繼續(xù)施工主干造斜段4，下入石油套管并固井；繼續(xù)施工主干水平段6至直井2底部并溝通，下入打孔的煤層支護(hù)管，不固井。

在u型井直井段1內(nèi)部套管上開(kāi)窗，施工二分支造斜段3，下入石油套管并固井；繼續(xù)施工二分支水平段5至預(yù)留側(cè)孔7左側(cè)2米左右停鉆，下入打孔的煤層支護(hù)管，不固井。

在主干水平段6內(nèi)部下放注氣點(diǎn)后退裝置并引火開(kāi)始?xì)饣?，氣體由直井2排出；在二分支水平段5內(nèi)部下放測(cè)溫裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通道內(nèi)部溫度變化情況，當(dāng)溫度超過(guò)一百攝氏度時(shí)，對(duì)下部注氣點(diǎn)后退3-5米。

主干煤炭資源氣化完畢后，將測(cè)溫裝置和注氣點(diǎn)后退裝置提出至地表，檢修注氣點(diǎn)后退裝置無(wú)誤后下放至二分支水平段5內(nèi)部，引火開(kāi)始?xì)饣瑲怏w通過(guò)預(yù)留側(cè)孔7由直井2排出。

若有三分支、四分支，僅需重復(fù)上述操作過(guò)程。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種煤炭地下氣化爐爐身結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：U型井、至少一個(gè)分支造斜段和至少一個(gè)分支水平段；U型井結(jié)構(gòu)分為直井段、對(duì)接直井段、主干水平段和主干造斜段；各所述分支造斜段與直井段連通，各所述分支水平段與各所述分支造斜段連接，各所述分支水平段與所述U型井對(duì)接直井段不連通。充分利用U型多分支對(duì)接井技術(shù)構(gòu)建一體化的地下氣化爐，把巨厚煤層分為不同層位進(jìn)行氣化開(kāi)采。該爐型的構(gòu)建是通過(guò)主干水平井和至少一個(gè)分支水平井平行、立體布置，利用各分支水平井對(duì)巨厚煤層分層進(jìn)行氣化，大大節(jié)約了建爐成本，同時(shí)，從根本上解決氣化巨厚煤層資源浪費(fèi)的問(wèn)題。本發(fā)明還提出了一種煤炭地下氣化爐構(gòu)建方法。

技術(shù)研發(fā)人員：徐斌;鄭林;張樹(shù)川;杜慧華;徐軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新疆國(guó)利衡清潔能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.16
技術(shù)公布日：2017.08.22