[發明專利]地下氣化豎直井間火力貫通方法、貫通裝置

有效

• 申請號: 201410252762.0
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104018819B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 潘霞;李金剛;姚凱
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: E21B43/295
• 分類號: E21B43/295
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明涉及地下煤炭氣化領域，尤其涉及一種地下氣化豎直井間火力貫通方法以及一種貫通裝置。

背景技術

煤炭地下氣化過程通常是通過在至少一對進/出氣孔(盲孔爐氣化除外)之間通過地下煤層燃燒的熱作用和化學反應產生可燃性氣體的過程。在實施地下氣化之前，需要將進/出氣孔之間建立氣體流通聯系。從地面鉆向煤層的鉆孔有豎直井和定向井，為了建立井之間的聯系，常采用定向井末端貫通豎直井井底(短距離井底之間通常先進行壓裂貫通)、并再進行燃燒擴孔等。

CN201110388215.1公開了一種煤炭地下氣化貫通方法，主要步驟包括：a)在第一鉆孔的底部煤層內建立火區；b)將在火區外側的其它已存在的鉆孔或者新鉆出的鉆孔作為第二鉆孔，通過該第二鉆孔的下端，對在火區附近的第一鉆孔的底部附近的附近煤層進行機械定向鉆進，從而對附近煤層加以預貫通，以在附近煤層中形成與火區建立連通的定向通道；c)將含氧氣體經由第二鉆孔以及定向通道輸送至火區，對定向通道進行熱加工，從而將定向通道擴大以形成用于煤炭地下氣化爐的氣化通道。本公開的方法，在豎直鉆孔的底部需要事先打好定向鉆孔貫通豎直鉆孔，再通過火力燃燒擴大鉆孔，即需要兩步不同的工藝才能完成貫通，所需時間長且成本高。

CN200810119354.2公開了一種無井式地下氣化工藝，公開的為火力貫通形成“一”線爐的方法，即：預先打若干垂直鉆孔，距離為10～30米，在其中一個鉆孔點火，與其相鄰的鉆孔鼓入高壓空氣，壓力為2.0MPa～4.0MPa，高壓空氣通過煤層的裂隙進入點火鉆孔，逐步將火區引到鼓風鉆孔，形成氣化通道。本公開的工藝，需要豎直鉆孔間的煤層存在連通裂隙，高壓空氣可以從鼓風鉆孔進入點火鉆孔，如果不存在裂隙或者裂隙走向偏移的話，就很難在兩豎直鉆孔之間形成盡可能靠煤層底部、盡可能短的貫通通道了。

發明內容

本發明的目的在于提供一種地下氣化豎直井間火力貫通方法以及一種貫通裝置，其可準確的將兩個豎直井貫通。

為實現上述目的，本發明一方面提供一種地下氣化豎直井間火力貫通方法，包括如下貫通步驟：將氣化劑注入管由第一豎直井朝向第二豎直井推進，以引導煤層燃燒朝向第二豎直井前進，直至第一豎直井與第二豎直井貫通。

根據本發明，在第一豎直井中對氣化劑注入管進行朝向第二豎直井的持續的定向，在保持定向的情形下執行推進直至實現貫通。

根據本發明，在貫通步驟中：在實現貫通之前，持續測量氣化劑注入管的噴口處的環境溫度；當環境溫度小于或等于第一設定溫度時，執行推進；當環境溫度大于或等于第二設定溫度時，停止推進；其中，第一設定溫度小于第二設定溫度。

根據本發明，在噴口的外周壁設置至少兩個測溫裝置，以測量環境溫度；當至少兩個測溫裝置所測量的環境溫度全部低于第一設定溫度時，執行推進；當至少兩個測溫裝置所檢測的環境溫度之一高于第二設定溫度時，停止推進。

根據本發明，第一設定溫度為100℃；第二設定溫度為300℃。

根據本發明，在貫通步驟中：當氣化劑注入管的噴口的端面至第二豎直井井底的距離小于20m時，對第二豎直井抽負壓，直至實現貫通。

根據本發明，在貫通步驟中：當第二豎直井內的氣體中CO₂的體積含量大于20％時，貫通實現；或者當第二豎直井的排氣量大于0時減小第一豎直井的出氣量，采用第二豎直井出氣，當排氣量大于600Nm³/h時，貫通實現。

根據本發明，在貫通步驟之前，執行如下步驟1至步驟3：步驟1，在第一豎直井的井底設置導向器，并將導向器的用于在隨后穿出氣化劑注入管的側開孔對準第二豎直井；步驟2，向第一豎直井送入氣化劑注入管，使其噴口穿出側開孔，以形成定向；步驟3，向氣化劑注入管注入含氧氣體，并點燃煤層。

根據本發明，步驟1執行為如下依次步驟：通過牽引件懸吊導向器將其送入第一豎直井井底；通過設置于牽引件上的成像設備輸出包含導向器上的指示件的當前圖像的畫面，并對比當前圖像所示的指示件和第二豎直井的位置，其中，當指示件對準第二豎直井時側開孔才對準第二豎直井；當指示件偏離指向第二豎直井的方向時，通過調節牽引件驅動導向器轉動，直至指示件對準第二豎直井；當實現對準后，將牽引件與導向器脫離并將其移出第一豎直井。

根據本發明，在步驟2中：當噴口穿出側開孔時，停止執行氣化劑注入管的送入。

根據本發明，在步驟3執行完畢后，當燃煤體積大于2m³且噴口處的環境溫度低于100℃時，執行貫通步驟。