[发明专利]一种高效的煤炭地下气化炉及其构建方法

权利要求书

1.一种高效的煤炭地下气化炉，其特征是：由至少一条集气通道（2）、均布的气化通道、均布的出气孔道和点火区域组成，均布的气化通道延煤层倾向钻进，延走向钻进的集气通道（2）位于均布的气化通道的上部，集气通道（2）与气化通道的平面投影交叉设置，点火区域由多个点火垂直钻孔组成，在冷态压裂后分别下放点火器，集气通道（2）与其中之一的点火垂直钻孔连通，均布的出气孔道分别与相对应的气化通道连通，产生的煤气先汇集到集气通道（2）后由出气孔道排出。

2.根据权利要求1所述的一种高效的煤炭地下气化炉，其特征是：点火区域由第一、第二、第三点火垂直钻孔（6、7、8）构成，钻孔深入煤层底板1-1.5米，双层套管固井，孔径根据点火器的大小确定。

3.根据权利要求1所述的一种高效的煤炭地下气化炉，其特征是：出气孔道由第一、第二、第三、第四、第五至第n个出气垂直钻孔（9、10、11、12、13、……至n）组成，钻孔钻至煤层底板即可，双层套管固井，底部扩孔并施加支护，孔径根据产气量的需要确定。

4.根据权利要求1所述的一种高效的煤炭地下气化炉，其特征是：集气通道（2）与第一点火垂直钻孔（6）连通，集气通道（2）的水平段延煤层走向钻进，与煤层底板的距离为3.5-6米，其垂直段和定向增斜段采用石油套管固井，水平段下放支护管，其水平段长度可根据气化通道布置数目调整或预留。

5.根据权利要求1所述的一种高效的煤炭地下气化炉，其特征是：气化通道由第一、第二、第三气化通道（3、4、5）构成，并且分别与第一、第三和第五出气通道（9、11、13）连通，气化通道水平段延煤层倾向钻进，与煤层底板的距离为0.5-1米，垂直段和定向增斜段采用标准石油套管固井，水平段下放支护管，水平管的长度根据气化规模确定。

6.根据权利要求1所述的一种高效的煤炭地下气化炉，其特征是：将间隔布置的出气孔道进行冷态压裂。

7.根据权利要求1所述的高效的煤炭地下气化炉的构建方法，其特征在于：炉型构建采用煤层定向钻进及地面垂直钻进技术，通过由定向钻孔构建的集气通道（2）、气化通道和出气孔道与点火区域垂直钻孔在煤层中的对接构建地下气化炉，气化炉由多条煤层定向钻孔及其对应的一个或两个点火区域垂直钻孔构成。

8.根据权利要求1所述的高效的煤炭地下气化炉的构建方法，其特征在于：集气通道对应的点火区域垂直钻孔的孔径大小根据点火器的大小确定，采用双层标准石油套管抗高温水泥浆固井技术，表层套管下至煤层顶板以上0-2米处，生产套管底端位于顶板以下3-5米处，底部扩孔并施加支护，顶端位于表层套管内，距离表层套管孔口2-5米，采用悬挂器与表层套管链接并进行固井，两类套管间均采用焊接，垂直钻孔可以分别用于气化炉点火、气化炉出气、气化炉排水以及验证煤层裂隙发育方向。

9.根据权利要求1所述的高效的煤炭地下气化炉的构建方法，其特征在于：集气通道的定向钻采取三开三段制，表层套管、生产套管采用标准石油套管，焊接连接，抗高温水泥浆固井；三开水平段不固井，下放丝扣连接的支护管，对裸孔进行支护，支护管与生产套管采用膨胀管挂接,定向钻孔水平段距离煤层底板的适宜距离为3.50到6米，即位于气化通道水平段以上3至5米处，集气通道（2）的水平段长度根据气化通道布置数目及煤层走向长度确定，集气通道（2）可与后期接续的地下气化炉共用。

10.根据权利要求1所述的高效的煤炭地下气化炉的构建方法，其特征在于：出气孔道的点火区域垂直钻孔位于通道应力集中区域外侧，距集气通道（2）中线15-30米，采用双层标准石油套管抗高温水泥浆固井技术，表层套管下至煤层顶板以上0-2米处，生产套管底端位于底板以上1-3米处，底部扩孔并施加支护，顶端位于表层套管内，距离表层套管孔口2-5米，采用悬挂器与表层套管链接并进行固井，两类套管间均采用焊接，点火区域垂直钻孔的数目及孔径大小根据产气量的需要确定，垂直钻孔可以分别用于气化炉出气和正反向鼓风，出气孔道可与后期接续的地下气化炉共用。

11.根据权利要求1所述的高效的煤炭地下气化炉的构建方法，其特征在于：气化通道的煤层定向钻孔水平段距离煤层底板的适宜距离为0.50到1米，水平段长度根据煤层倾向长度及产气量的需要确定，构建方法与集气通道（2）一致，气化通道的布置数目可一次性确定，也可根据产品规模分阶段递增。