[发明专利]一种地下隔层式煤炭原位气化开采方法及系统

权利要求书

1.一种地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)对地下待开采煤炭面积进行评估，根据评估结果确定地面上加热井(1)的开掘位置，由地面向地下钻掘数口加热井(1)，所述加热井(1)的井底位于煤炭层以下岩层，所述数口加热井(1)合围形成的面积覆盖待开采煤炭面积；

2)由地面向地下钻掘两口生产井(2)，所述生产井(2)的井底位于煤炭层以上，两口所述生产井(2)位于数口加热井(1)合围形成的区域中；

3)两口所述生产井(2)井底之间沿煤炭层走向挖掘一条集气巷(3)，所述集气巷(3)内设置有若干连通煤炭层的集气孔；

4)通过加热井(1)井底进行加热，热量通过加热井(1)周围的底板岩层传递给煤炭层，通过地面控热系统对加热温度进行控制；

5)煤炭层经过隔层加热后发生热解反应，反应后生成的气态产物通过集气孔收集在集气巷(3)中；

6)在地面上向其中一口生产井(2)内注入引流气体，引流气体流经集气巷(3)，将热解后的气态产物通过另一口生产井(2)带至地面上的分离系统，分离后进行存储。

2.根据权利要求1所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：所述加热井(1)井底到煤炭层的竖直距离为100～1000米。

3.根据权利要求1或2所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：所述加热井(1)的数量为四口，四口所述加热井(1)合围构成四边形，相邻两口加热井(1)之间的距离为100～500米。

4.根据权利要求3所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：每口所述生产井(2)位于相邻两口加热井(1)的连线上，两口生产井(2)以四口加热井(1)合围构成的四边形的中心对称设置。

5.根据权利要求1所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：所述生产井(2)的井底位于煤炭层顶板标高位置。

6.根据权利要求1所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：未进行加热前，通过集气孔向煤炭层注入气化催化剂，所述催化剂为钾基催化剂、铁基催化剂、5％KOH与3％CaO的复合催化剂；所述引流气体为高温水蒸气、超临界二氧化碳。

7.根据权利要求1所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：步骤4)中通过加热井(1)井底进行加热的方式为，地面控热系统将高热值的可燃性气体输送至加热井(1)井底，点燃可燃性气体后对加热井(1)周围的底板岩层进行加热。

8.根据权利要求1所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：步骤4)中所述的地面控热系统包括设置在地面上的监控中心，所述监控中心通过设置在底板岩层和煤炭层上的热电偶、压力传感器控制加热时长和加热温度。

9.根据权利要求8所述的地下隔层式煤炭原位气化开采方法，其特征在于：所述热电偶分别安装在底板岩层，及煤炭层的顶板处。

10.一种地下隔层式煤炭原位气化开采单位循环系统，其特征在于：包括四口加热井(1)、两口生产井(2)和一条集气巷(3)，所述加热井(1)的井底位于地下煤炭层下方的底板岩层，所述生产井(2)的井底位于煤炭层的上方，两口所述生产井(2)之间连通形成集气巷(3)，所述集气巷(3)与煤炭层连通；两口所述生产井(2)中，一口生产井(2)的井口处与引流气体进气装置连接，另一口生产井(2)的井口处与气体收集装置连接。