[發明專利]一種實時檢測煤炭地下氣化豎直鉆孔底部溫度的方法

有效

• 申請號: 201710788346.6
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107387063B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李鴻哲
• 申請（專利權）人: 李鴻哲
• 主分類號: E21B47/07
• 分類號: E21B47/07
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種實時檢測煤炭地下氣化豎直出氣鉆孔底部溫度的方法，該方法通過地上模擬實驗建立鉆孔底部溫度與出口溫度、出氣通道煤氣流量、出氣通道長度之間的定量函數關系；現場檢測豎直出氣鉆孔底部溫度與模擬實驗計算出的出氣鉆孔底部溫度確定修正系數；根據現場修正系數；確定現場出氣鉆孔底部溫度與出口溫度、出氣通道煤氣流量、出氣通道長度之間的實際函數關系；根據現場出氣通道長度和實時檢測的出口溫度、出氣通道煤氣流量計算出現場出氣鉆孔底部溫度，從而實現豎直出氣鉆孔底部溫度的實時檢測，本發明提出的實時檢測煤炭地下氣化豎直鉆孔底部溫度的方法，簡單易行，不需要復雜的設備，成本低。

技術領域

本發明涉及一種溫度檢測方法，特別涉及一種實時檢測煤炭地下氣化豎直鉆孔底部溫度的方法。

背景技術

煤炭地下氣化技術是一種將埋藏在地下的煤炭進行直接的、有控制的燃燒，通過煤的熱作用及化學作用，產生可燃氣體的過程。眾所周知，地下氣化爐是有至少一條進氣通道，一條出氣通道和進氣通道和出氣通道之間的氣化通道組成。其中進氣通道用以將空氣、氧氣等氣化劑送入到煤層中，在氣化通道中反應，產生的氣體從出氣通道中輸送出，到地面進行后續的加工和利用。由于施工方便和性價比高，出氣通道常常采取豎直鉆孔。

隨著氣化反應的進行，反應高溫區從進氣通道逐漸往出氣豎直鉆孔推移，當接近到出氣豎直鉆孔的底部時，意味著其底部已經基本采空，會導致鉆孔附近地應力發生變化使煤層非常容易錯斷，錯斷后易導致煤氣直接泄露或地下水涌入氣化爐，而迫使氣化爐中止運行，造成經濟損失，同時，垂直鉆孔受熱脹冷縮后容易移位，導致鉆孔與地層含水層之間封閉不良，引起地下水滲漏及煤氣逸散，不但使氣化過程無法安全運行，而且會引起地下水的污染，增加氣化環境污染的風險性，所以實時監控豎直鉆孔的底部溫度非常必要。

為了取得出氣豎直鉆孔的溫度，就必須將溫度檢測元件安裝在出氣鉆孔中，出氣通道中輸送的是未經處理的水煤氣，氣氛比較復雜，有腐蝕性，所以在出氣通道中安裝的溫度檢測裝置使用周期壽命非常短，且常常被煤氣中的雜質所包圍，無法準確取得出氣通道的底部溫度，所以在實際的煤炭地下氣化爐中無法知曉出氣鉆孔底部的溫度。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種實時檢測煤炭地下氣化豎直鉆孔底部溫度的方法。

該方法通過地上模擬實驗建立豎直出氣鉆孔底部溫度與出口溫度、出氣通道煤氣流量、出氣通道長度之間的定量函數關系；根據現場實地檢測豎直出氣鉆孔孔底部溫度和利用孔口溫度、煤氣流量、鉆孔長度計算得出的孔底溫度確定修正系數；根據現場修正系數，確定現場豎直出氣鉆孔底部溫度與出口溫度、出氣通道煤氣流量、出氣通道長度之間的實際函數關系；根據現場出氣通道長度和實時檢測的出口溫度、出氣通道煤氣流量計算出現場豎直出氣鉆孔底部溫度，從而實現豎直出氣鉆孔底部溫度的實時檢測。本發明提出的檢測煤炭地下氣化溫豎直鉆孔底部溫度的方法簡單易行、不需要復雜的設備，成本低。

為實現上述目的，本發明采用以下技術手段：

本發明提供一種實時檢測煤炭地下氣化豎直鉆孔底部溫度的方法，包括以下步驟：

(a)通過地上模擬實驗建立豎直出氣鉆孔底部溫度與豎直出氣鉆孔孔口溫度、煤氣流量、鉆孔長度之間的定量函數關系；

(b)根據現場實地檢測豎直出氣鉆孔孔底部溫度和利用孔口溫度、煤氣流量、鉆孔長度計算得出的孔底溫度確定修正系數；

(c)根據現場修正系數，確定現場豎直出氣鉆孔底部溫度與孔口溫度、煤氣流量、鉆孔通道長度之間的實際函數關系；

(d)根據現場鉆孔長度和實時檢測的孔口溫度、煤氣流量計算出現場豎直出氣鉆孔底部溫度。

進一步的，所述步驟(a)包括以下步驟：

(a1)通過地上模擬實驗建立豎直出氣鉆孔底部溫度與孔口溫度、煤氣流量、鉆孔長度之間的數組；