[发明专利]地下气化竖直井间火力贯通方法、贯通装置

说明书

技术领域

本发明涉及地下煤炭气化领域，尤其涉及一种地下气化竖直井间火力贯通方法以及一种贯通装置。

背景技术

煤炭地下气化过程通常是通过在至少一对进/出气孔(盲孔炉气化除外)之间通过地下煤层燃烧的热作用和化学反应产生可燃性气体的过程。在实施地下气化之前，需要将进/出气孔之间建立气体流通联系。从地面钻向煤层的钻孔有竖直井和定向井，为了建立井之间的联系，常采用定向井末端贯通竖直井井底(短距离井底之间通常先进行压裂贯通)、并再进行燃烧扩孔等。

CN201110388215.1公开了一种煤炭地下气化贯通方法，主要步骤包括：a)在第一钻孔的底部煤层内建立火区；b)将在火区外侧的其它已存在的钻孔或者新钻出的钻孔作为第二钻孔，通过该第二钻孔的下端，对在火区附近的第一钻孔的底部附近的附近煤层进行机械定向钻进，从而对附近煤层加以预贯通，以在附近煤层中形成与火区建立连通的定向通道；c)将含氧气体经由第二钻孔以及定向通道输送至火区，对定向通道进行热加工，从而将定向通道扩大以形成用于煤炭地下气化炉的气化通道。本公开的方法，在竖直钻孔的底部需要事先打好定向钻孔贯通竖直钻孔，再通过火力燃烧扩大钻孔，即需要两步不同的工艺才能完成贯通，所需时间长且成本高。

CN200810119354.2公开了一种无井式地下气化工艺，公开的为火力贯通形成“一”线炉的方法，即：预先打若干垂直钻孔，距离为10～30米，在其中一个钻孔点火，与其相邻的钻孔鼓入高压空气，压力为2.0MPa～4.0MPa，高压空气通过煤层的裂隙进入点火钻孔，逐步将火区引到鼓风钻孔，形成气化通道。本公开的工艺，需要竖直钻孔间的煤层存在连通裂隙，高压空气可以从鼓风钻孔进入点火钻孔，如果不存在裂隙或者裂隙走向偏移的话，就很难在两竖直钻孔之间形成尽可能靠煤层底部、尽可能短的贯通通道了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下气化竖直井间火力贯通方法以及一种贯通装置，其可准确的将两个竖直井贯通。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种地下气化竖直井间火力贯通方法，包括如下贯通步骤：将气化剂注入管由第一竖直井朝向第二竖直井推进，以引导煤层燃烧朝向第二竖直井前进，直至第一竖直井与第二竖直井贯通。

根据本发明，在第一竖直井中对气化剂注入管进行朝向第二竖直井的持续的定向，在保持定向的情形下执行推进直至实现贯通。

根据本发明，在贯通步骤中：在实现贯通之前，持续测量气化剂注入管的喷口处的环境温度；当环境温度小于或等于第一设定温度时，执行推进；当环境温度大于或等于第二设定温度时，停止推进；其中，第一设定温度小于第二设定温度。

根据本发明，在喷口的外周壁设置至少两个测温装置，以测量环境温度；当至少两个测温装置所测量的环境温度全部低于第一设定温度时，执行推进；当至少两个测温装置所检测的环境温度之一高于第二设定温度时，停止推进。

根据本发明，第一设定温度为100℃；第二设定温度为300℃。

根据本发明，在贯通步骤中：当气化剂注入管的喷口的端面至第二竖直井井底的距离小于20m时，对第二竖直井抽负压，直至实现贯通。

根据本发明，在贯通步骤中：当第二竖直井内的气体中CO₂的体积含量大于20％时，贯通实现；或者当第二竖直井的排气量大于0时减小第一竖直井的出气量，采用第二竖直井出气，当排气量大于600Nm³/h时，贯通实现。

根据本发明，在贯通步骤之前，执行如下步骤1至步骤3：步骤1，在第一竖直井的井底设置导向器，并将导向器的用于在随后穿出气化剂注入管的侧开孔对准第二竖直井；步骤2，向第一竖直井送入气化剂注入管，使其喷口穿出侧开孔，以形成定向；步骤3，向气化剂注入管注入含氧气体，并点燃煤层。

根据本发明，步骤1执行为如下依次步骤：通过牵引件悬吊导向器将其送入第一竖直井井底；通过设置于牵引件上的成像设备输出包含导向器上的指示件的当前图像的画面，并对比当前图像所示的指示件和第二竖直井的位置，其中，当指示件对准第二竖直井时侧开孔才对准第二竖直井；当指示件偏离指向第二竖直井的方向时，通过调节牵引件驱动导向器转动，直至指示件对准第二竖直井；当实现对准后，将牵引件与导向器脱离并将其移出第一竖直井。

根据本发明，在步骤2中：当喷口穿出侧开孔时，停止执行气化剂注入管的送入。

根据本发明，在步骤3执行完毕后，当燃煤体积大于2m³且喷口处的环境温度低于100℃时，执行贯通步骤。