一种基于分支井的煤层气化方法及煤层气化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤炭资源开采技术领域，具体涉及一种基于分支井的煤层气化方法及煤层气化炉。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的迅速发展，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 Gasificat1n)技术。
[0003]目前，我国煤炭资源开采过程多采用煤层气化(UCG，Underground CoalGasificat1n)技术。通过UCG技术进行地下煤层开采时，需要从地面钻井施工，分别在待气化煤层中建煤层气化炉，而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时，回采率低，且与常规的煤炭开采方式相比，UCG技术需要达到更高的技术标准，因此UCG技术开采煤层施工难度大，成本高。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的是提供一种基于分支井的煤层气化方法及煤层气化炉，通过分支井控制煤层气化层的注气过程，同时构建注气、出气可控的煤层气化炉，降低开采成本，提高煤层回采率。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种基于分支井的煤层气化方法，所述方法包括:
[0006]采用封隔装置封隔非工作状态的分支井与注气井之间的通道；
[0007]在工作状态的分支井中设置注气点；
[0008]采用导向装置将注气装置引导至工作状态的分支井中对应待气化煤层区的注气点。
[0009]上述方案中，所述方法进一步包括:
[0010]步骤S2，在第一分支井的分支窗口处下放封隔装置，在第二分支井的分支窗口处下放导向装置，通过导向装置的导向作用将注气装置下放至第二分支井的待气化煤层区的第一注气点。
[0011]上述方案中，所述煤层气化方法在煤层气化炉钻孔施工完成的基础上得以实现，所述方法在步骤S2之前还包括:
[0012]步骤SI，贯通气化通道与出气井；
[0013]在步骤S2之后还包括:
[0014]步骤S3，注气装置向所述待气化煤层区注入气化剂；
[0015]步骤S4，通过逆向引火，引发待气化煤层区的气化过程，气化过程中所产生的燃气通过所述气化通道从出气井中输出到地面；
[0016]步骤S5，通过计算，确定待气化煤层区的气化时间，在所述气化时间结束后，通过导向装置将所述注气装置引导至第二分支井的待气化煤层区的第二注气点；
[0017]步骤S6，重复步骤S3至步骤S5，直至完成所述第二分支井上设置的所有注气点所对应的待气化煤层区的气化；
[0018]步骤S7，提出第二分支井中的导向装置、注气装置及第一分支井中的封隔装置，在所述第二分支井的分支窗口处下放封隔装置，在所述第一分支井的分支窗口处下放导向装置，并通过导向装置的导向作用将注气装置下放至第一分支井的待气化煤层区的第一注气占.V，
[0019]步骤S8,重复步骤S3至S6，直至完成第一分支井上所设置的所有注气点所对应的待气化煤层区的气化。
[0020]上述方案中，所述分支井与注气井连接，其中，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。
[0021]上述方案中，所述贯通气化通道，进一步包括:在所述分支井与所述气化通道的连接处设置煤层段套管，在所述出气井下端点火，通过燃烧气化通道所在煤层贯通气化通道与出气井，通过所述气化通道收集产生的燃气并将燃气通过所述出气井输出到地面。
[0022]上述方案中，所述步骤S4还包括:通过注气装置调整注入气化剂的参数，保证所产生的所述燃气组分和热值的稳定。
[0023]上述方案中，所述分支井平行设置，分支井之间的间距大于10米。
[0024]根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于分支井的煤层气化炉，所述煤层气化炉至少包括:注气井，分支井，封隔装置，导向装置，注气装置；其中，
[0025]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；
[0026]所述分支井设置有注气点，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；
[0027]所述封隔装置用于封隔非工作状态的分支井与注气井之间的通道；
[0028]所述导向装置用于将注气装置引导至工作状态的分支井中对应待气化煤层区的注气点；
[0029]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。
[0030]上述方案中，所述煤层气化炉还包括:出气井，气化通道；
[0031]所述分支井至少具有两个，并与所述注气井相连；
[0032]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；
[0033]所述封隔装置下放至分支井的分支窗口处；
[0034]所述导向装置下放至分支井的分支窗口处。
[0035]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。
[0036]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。
[0037]上述方案中，所述注气装置进一步用于通过调整注入气化剂的参数，保证所产生的所述燃气组分和热值的稳定。
[0038]上述方案中，所述分支井平行设置，分支井之间的间距大于10米。
[0039]本发明实施例提供了一种基于分支井的煤层气化方法及煤层气化炉，通过在注气井上设置至少两个分支井的方式，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，通过这种方式控制气化剂的注入过程，实现对气化剂的定点、定量注入，从而实现气化过程可控，避免了煤层气化过程不同气化炉或气化通道之间的相互干扰，产气过程稳定，气体成分可控，满足对燃气进一步深加工的需求，提高了煤层回采率。整个操作过程简单、方便、安全，同时建炉成本低廉，有效提高单井的气化采煤量、降低建炉钻井成本及地面建设、运营成本，同时提高了注气井寿命周期，解决了深部采煤出现建炉成本增加难题，进一步扩大了经济可采煤炭资源量，对国家能源安全意义重大。
【附图说明】
[0040]图1是本发明第一实施方式的基于分支井的煤层气化方法流程示意图；
[0041]图2是本发明第一实施例的基于分支井的煤层气化方法流程示意图；
[0042]图3是本发明第二实施例的基于分支井的煤层气化炉的炉型结构示意图；
[0043]图4是本发明第三实施例的基于分支井的煤层气化炉分支井21进行气化时的炉型结构状态图；
[0044]图5是本发明第三实施例的基于分支井的煤层气化炉分支井22进行气化时的炉型结构状态图。
[0045]附图标记说明:
[0046]1、11、12-注气井；
[0047]21、22、23......2m_ 分支井；
[0048]211、21n、221......2mn_ 注气点；
[0049]31,32......3x_ 出气井;
[0050]5-气化通道；
[0051]6-封隔装置；
[0052]7-导向装置；
[0053]8-工作面；
[0054]9-气化区。
【具体实施方式】
[0055]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性