[发明专利]一种多层煤层的气化炉和煤层气化方法

说明书

本发明公开了一种多层煤层气化炉及煤层气化方法，所述煤层气化炉包括：注气井，每个煤层至少具有一个与注气井相连的分支井，出气井，气化通道，封隔装置，导向装置，注气装置，封隔装置用于下放至分支井的分支窗口处，用于封隔所述分支井，导向装置用于下放至分支井的分支窗口处，用于引导注气装置下放至所述分支井中。通过封隔装置对不同的分支井进行分隔控制，在导向装置作用下通过注气装置在不同分支井的不同注气点控制不同煤层区域的气化过程，实现对气化剂的定点、定量注入，从而实现多层煤层的气化过程可控，避免了煤层气化过程多外煤层之间的相互干扰，产气过程稳定，提高了煤层回采率，减少了钻井数量，降低了气化开采的成本。

技术领域

本发明属于煤炭资源开采技术领域，具体涉及一种多层煤层的气化炉和煤层气化方法。

背景技术

煤炭资源是人类赖以生存的自然能源之一。煤炭资源调查发现，受沉积环境、周边地区的地质构造等影响，多数煤田中的煤层呈现各种形态、各种质量的不规则状态，表现为多层煤层，部分煤田中赋存分布有多个可采煤层。随着国民经济迅速发展，我国煤炭资源开采量迅速增加，浅部易开采煤炭逐步减少，开采的深度和难度不断增加，常规的建井采煤成本越来越高。由于煤层中富含丰富的煤层气，结合对煤炭资源的开采，出现了煤层气化(UCG，Underground Coal Gasification)技术。

现有UCG技术研究主要针对单一煤层进行气化开采，涉及多层煤层的开采技术研究未见相关报道。现有的UCG技术应用于地下多层煤层开采时，需要从地面钻井施工，分别在待气化煤层中建煤层气化炉，每个煤层气化炉仅能气化开采所在的单个煤层，当进行规模开采时，需要多个钻井同时在每个煤层建炉，存在钻井数量多、占地面积大的缺点，同时单井中存有可气化的煤量少，多个煤层间的煤层气化炉相互干扰，不利于对煤层的充分开采。

同时，由于现有的UCG技术受开采深度、地面环境等影响，相比于常规煤炭开采技术具有更高标准的要求，在深部煤层或复杂煤层用常规垂直井、定向井构建煤层气化炉存在成本高、施工难度大、回采率低的缺点。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种多层煤层的气化炉和煤层气化方法，通过控制多层煤层气化炉的注气和出气过程，实现多层煤层的地下气化开采，减少钻井数量，提高回采率。

根据本发明的一个方面，提供了一种多层煤层气化炉，所述气化炉基于至少两层煤层，所述煤层气化炉包括：注气井，分支井，出气井，气化通道，封隔装置，导向装置，注气装置；其中，

所述注气井用于向所述分支井下放封隔装置、导向装置、注气装置；

所述分支井至少具有两个，且每个煤层至少具有一个分支井，所述分支井与所述注气井相连，用于通过下放的所述注气装置向待气化煤层区注入气化剂；

所述出气井用于输出通过气化通道收集的燃气；

所述气化通道同时与所述分支井和所述出气井相连，用于产生燃气并为燃气的输出提供通道；

所述封隔装置用于下放至分支井的分支窗口处，用于封隔所述分支井；

所述导向装置用于下放至分支井的分支窗口处，用于引导所述注气装置下放至所述分支井中；

所述注气装置用于注气装置所在的分支井向所述待气化煤层区相应的注气点注入气化剂。

上述方案中，所述分支井至少具有两个，并与所述注气井相连，具体为，一个注气井同时与至少两个分支井相连，或两个注气井各自与至少一个分支井相连。

上述方案中，所述煤层气化炉还包括煤层段套管，所述煤层段套管设置在所述分支井与所述气化通道的连接处，用于贯通气化通道。

上述方案中，所述煤层气化炉还包括：次分支井，所述次分支井连接于所述分支井的下端，所述每个分支井至少连接两个次分支井；