[发明专利]煤炭地下气化炉型及气化方法

权利要求书

1.一种煤炭地下气化炉型，包括煤层顶板以及位于所述煤层顶板下方的煤层底板，所述煤层顶板与所述煤层底板之间设有煤层，穿过所述煤层顶板且在所述煤层中设有多个定向钻井，穿过所述煤层顶板和所述煤层且在所述煤层底板上设有一个垂直井，其中所述各个定向钻井的末端与所述垂直井相互连通，其特征在于：沿所述垂直井同侧依次顺序排列多个定向钻井，且所述多个定向钻井构成多个燃烧组，其中顺序相邻的两个定向钻井组成一个燃烧组，且在任意一个燃烧组中，位于下方的定向钻井作为进气通道，位于上方的定向钻井作为出气通道，在任意相邻的燃烧组中，位于下方的燃烧组作为进气通道，位于上方的燃烧组中的下方定向钻井作为出气通道，所述垂直井沿轴向设有多个侧孔，且所述侧孔位于所述定向钻井与所述垂直井的连接处。

2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化炉型，其特征在于：所述垂直井的单侧分别设有多个定向钻井，且各个定向钻井的垂直段沿所述垂直井的该侧依次向远离垂直井的方向延伸排列，且所述各个定向钻井的水平段相互平行。

3.根据权利要求1所述的煤炭地下气化炉型，其特征在于：所述垂直井的两侧均设有多个定向钻井，且所述垂直井的同一侧中，各个定向钻井的垂直段依次向远离垂直井的方向延伸排列。

4.根据权利要求3所述的煤炭地下气化炉型，其特征在于：所述垂直井任意一侧的一个定向钻井的水平段与所述垂直井另一侧的在同一水平面上的定向钻井的水平段通过所述侧孔相通。

5.一种利用权利要求1-4中任意一个所述的煤炭地下气化炉型气化地下煤层的方法，其特征在于：依次顺序将相邻两个定向钻井作为燃烧组，对水平段距离煤层顶板最近的燃烧组与煤层底板之间的煤层逐步气化，其步骤如下：

步骤S1：开启燃烧组中相邻两个定向钻井与所述垂直井连接处的侧孔；

步骤S2:对所述燃烧组在竖直方向上处于下方的定向钻井进行点火，并且逆向气化煤层，燃烧产生的煤气通过所述燃烧组上方的定向钻井输送至地面煤气管网；

步骤S3：当煤气有效组分含量之和连续48小时下降15％-25％时，开启与所述燃烧组相邻的燃烧组中处于下方的定向钻井与所述垂直井连接处的侧孔；

步骤S4：继续对煤层燃烧直至完成所述燃烧组的气化，燃烧产生的煤气通过相邻燃烧组下方的定向钻井输送至地面煤气管网；

步骤S5：对气化完成的燃烧组形成的燃空区进行填充与加固。

6.根据权利要求5所述的气化地下煤层的方法，其特征在于：所述垂直井一侧任意相邻两个定向钻井之间的煤层与所述垂直井另一侧在同一水平面的相邻两个定向钻井之间的煤层同时气化。

7.根据权利要求5所述的气化地下煤层的方法，其特征在于：所述步骤S2中，对所述燃烧组中处于下方位置的定向钻井点火是通过向所述处于下方位置的定向钻井中下放注气端具有点火功能的注气装置进行通道点火。

8.根据权利要求5所述的气化地下煤层的方法，其特征在于：所述步骤S4中，继续对煤层燃烧时，若燃烧火区扩展至所述燃烧组中下方的定向钻井的入煤点时，所述燃烧组气化完成。

9.根据权利要求5所述的气化地下煤层的方法，其特征在于：所述定向钻井施工时，向所述定向钻井的水平通道下入支护装置。

10.根据权利要求5所述的气化地下煤层的方法，其特征在于：所述水平段距离煤层顶板最近的燃烧组与煤层底板之间的煤层气化完成后，继续将水平段距离煤层顶板最近的燃烧组与煤层顶板之间的煤层进行气化，其步骤如下：首先，开启所述水平段距离煤层顶板最近的燃烧组与所述垂直井连接处的第一侧孔；然后，对水平段距离煤层顶板最近的燃烧组中在竖直方向位于下方的定向钻井点火并进行逆向气化，使生产的煤气由位于上方的定向钻井输送至地面煤气管网中；最后，对气化完成的水平段距离煤层顶板最近的燃烧组形成的燃空区进行填充与加固。