本实用新型属于煤炭地下气化技术领域,特别是涉及一种煤炭地下气化注气点后退控制系统。
背景技术:
当采用后退注气点的方法进行煤炭地下气化工艺时,气化剂经注气喷头注入气化工作面,煤层被气化后逐渐形成燃空区。所述的注气喷头可以延长气化剂的喷射距离,并有效混合气化剂,提高煤层气化率,因此在气化过程中需要监测喷头温度,防止高温受损,并及时向后拖动连续油管,使注气点向后移动。在生产过程中,后退注气点除了参考注气点的温度外,还必须考虑煤层的气化率,最佳的效果是使注气点附近煤层全部参与气化反应,然而气化炉中煤层位于地下,难以确定煤层的气化状态,导致不能够形成合理的注气点后退的执行依据。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种煤炭地下气化注气点后退控制系统,可以实现燃空区边界和注气点温度可视化。在地下气化过程中,通过综合评估煤气热值、燃空区边界和注气点温度,可以形成注气点后退的执行依据,利用排管装置向后拖动连续油管,可以有效地控制煤层气化率,延长注气喷头的使用寿命。
本实用新型的目的是这样实现的:一种煤炭地下气化注气点后退控制系统,煤层燃空区的一端连接着出气孔道,出气孔道的出气管伸出地面,煤层燃空区的另一端连接着气化通道,在气化通道内配合安装着连续油管,在连续油管内配合安装着注氧气管道和热电偶,在连续油管的进气端设置着CO2气输入接口,在连续油管的出气端设置着注气喷头,热电偶的测温端固接在注气喷头上,位于地面上的连续油管与排管装置相连接。
本实用新型包括排管装置、连续油管、注气喷头、K型热电偶、气相色谱、测氡系统和测控系统;所述排管装置用于向后拖动连续油管,完成后退注气点的操作;所述注气喷头位于所述连续油管的出气端;所述K型热电偶位于连续油管内部,同时测温端被固定在所述注气喷头上,可以检测注气点的温度;所述气相色谱用于检测出口煤气的组分和热值;所述测氡系统用于探测燃空区的边界;所述测控系统由软、硬件部分组成,硬件部分包括信号采集、传输和显示装置,软件部分具有数据分析和可视化功能,用于将氡的浓度值转化为燃空区信息,实现燃空区边界和注气点温度可视化。
优选地,所述的燃空区边界可以反映煤层的气化率,与所述注气点的温度和煤气热值结合起来,共同组成了注气点后退的执行依据。
技术效果:
1、当所述的上述三个工艺参数同时符合注气点后退的要求值时,本实用新型将所述的三个参数值组合在一起,形成注气点后退的执行依据。
2、根据所述的注气点后退的执行依据,利用排管系统向后拖动连续油管,可以有效地控制煤层气化率。
3、根据所述的注气点后退的执行依据,可以及时地通过排管装置执行连续油管的后退操作,避免注气喷头在高温环境中持续工作而缩短使用周期,甚至损坏,延长了注气喷头的使用寿命。
本实用新型实现了燃空区边界和注气点温度可视化。在地下气化过程中,通过综合评估煤气热值、燃空区边界和注气点温度,形成了注气点后退的执行依据,利用排管装置向后拖动连续油管,有效地控制了煤层气化率,延长了注气喷头的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构框图。
具体实施方式
一种煤炭地下气化注气点后退控制系统,如图1所示,煤层燃空区8的一端连接着出气孔道9,出气孔道9的出气管伸出地面,煤层燃空区8的另一端连接着气化通道1,在气化通道1内配合安装着连续油管2,在连续油管2内配合安装着注氧气管道3和热电偶5,在连续油管2的进气端设置着CO2气输入接口6,在连续油管2的出气端设置着注气喷头7,热电偶5的测温端固接在注气喷头7上,位于地面上的连续油管2与排管装置4相连接。热电偶5为K型或B型热电偶。
以褐煤进行富氧-CO2气化工艺为例,褐煤在气化过程中,气化反应区向四周扩展,并逐渐接近注气点,而四周地层中赋存的氡元素受热后向四周扩散,同时随着温度的变化发生不同程度的衰减,通过地面所述的测氡系统所监测的氡的各同位素浓度,并经所述测控系统可以反演出气化反应区中燃空区的边界,当燃空区边界逐渐接近注气点时,注气点温度将不断升高,煤气热值不断下降。而当所述K型热电偶所检测的注气点温度达到50℃,由所述的气相色谱所检测的出气孔中煤气热值低于3MJ/m3时,注气点附近煤层气化反应强度较低,以燃烧反应为主,煤层气化率达到最大,此时,所述的控制系统将形成由燃空区边界、注气点温度和煤气热值组成的注气点后退执行依据,由所述的排管装置向后拖动连续油管,使注气点后退,避免注气喷头在高温环境中持续工作而缩短使用周期,甚至损坏,延长了注气喷头的使用寿命。