[发明专利]用于缩短用于地下煤气化的注入管的方法

说明书

B. E. 戴维斯

K. M. 奥利里。

优先权要求

本申请是2013年6月21日提交的PCT专利申请No. US13/47173的国家阶段申请并要求该专利申请的优先权，该PCT专利申请进而根据巴黎公约要求2012年6月28日提交的美国专利申请序列号13/536,100的优先权，这两个专利申请的全体内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及地下煤气化(“UCG”)，并且特别涉及用于自动地缩短注入管的方法。

背景技术

众所周知的是：地下煤可以被气化，并且煤气化工艺(UCG工艺)产生合成气。该工艺涉及煤层内的平行水平钻孔之间的气化反应器腔体(反应器)的操作，所述煤层通过一个钻孔(注入井)被供给氧化剂气体，示例为空气、氧气、蒸汽或这些气体的组合。在煤层点火之后，煤与注入氧化剂气体之间的气化反应形成合成气(CO、CO₂、H₂、CH₄和其它气体的混合物)，并且合成气经由第二钻孔(产品井)被移除。

在煤气化工艺中，存在发生的多个反应，其生成合成气。那些反应包括：

C+H₂0=H₂+CO(多相水-气转化反应)

CO+H₂0=H₂+CO₂(转化变换)

CO+3H₂=CH₄+H₂0(甲烷化)

C+2H₂=CH₄(氢化气化)

C+1/2O₂=CO(部分氧化)

C+O₂=CO₂(氧化)

C+CO₂=2CO(Boudouard反应)。

在典型的UCG工艺中，随着煤被气化工艺移除，腔体在尺寸上长大，并且煤面在两个钻孔之间逐渐移动，因为煤被横跨所述面流动的热气移除。当注入气体经由注入井内的衬里供给到反应器中时，气体的排放点固定在注入井衬里的端部处。随着反应器的长大，热的气化反应区域移动离开氧化剂气体的注入点，其降低气化工艺的效率，从而导致产品质量的下降。存在已知的注入点缩短工艺，其被称作连续回缩注入点(CRIP)。

用以维持气体质量的当前所用方法是移动氧化剂气体的注入点，以匹配煤气化面的移动，使得注入气体总是接近新鲜的煤，从而使产品质量得到维持。注入井衬里的端部的移动通常由以下方式实现：通过切断一段衬里重新定位用于氧化剂气体的输送点来缩短衬里，或者沿注入井向上缩回衬里，其移动注入点。切割注入井衬里或者从注入井缩回它都实现注入点的再定位，但是需要显著的后勤操作和从表面操作的专用设备，以实现这些目的。希望的是能够随气化面的移动而移动氧化剂气体的注入点，而无需使用插入注入井中以及从表面操作的装置，比如切割器或衬里缩回设备。

因此，希望的是提供一种方法来自动地缩短用于地下煤气化的衬里，并且本公开正是针对此目的。用于进行缩短的该牺牲性衬里连结件工艺可适用于需要注入点在煤层内的水平注入井中重新定位的所有UCG动作。

附图说明

图1示出了一个示例的地下煤气化设备，其中注入井衬里可以被缩短；

图2示出了反应器和注入井的近视图，所述注入井具有牺牲性衬里，其用于自动地缩短衬里；

图3示出了地下煤气化工艺的详情，其中氧化气体沿注入井的环带向下被注入；

图4示出了地下煤气化工艺的详情，其中衬里的牺牲性衬里连结件部分受到UCG工艺的火的冲击；并且

图5示出了地下煤气化工艺的详情，这时牺牲性衬里连结件部分被消除从而自动地缩短衬里。

具体实施方式

本公开特别适用于地下煤气化工艺(UCG)，其中注入井衬里对于地下煤气化被自动地缩短，并且正是在此背景中本公开将被描述。