【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及煤炭地下氣化?，尤其涉及一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法及主動(dòng)冷卻裝置。
技術(shù)介紹
1、煤炭地下氣化是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制地燃燒，通過對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。煤炭氣化過程一般采用crip（controlled?retraction?andinjection?point）工藝。如圖1所示，其中10為注氣井，20為注氣水平井筒，30為生產(chǎn)井，40為生產(chǎn)井水泥環(huán)，50為待氣化煤層。在最開始?xì)饣瘯r(shí)，是在注氣水平井筒20趾端點(diǎn)火（圖1中的右端），待形成燃空區(qū)達(dá)到預(yù)設(shè)范圍時(shí)，燃掉趾端管柱，改為更靠近水平井跟端的注氣點(diǎn)。依此類推，在氣化結(jié)束時(shí)，如圖2所示，待氣化煤層50的內(nèi)部形成一個(gè)長(zhǎng)條形狀的燃空區(qū)60，在生產(chǎn)井30的周邊在高溫的作用下形成環(huán)空縫隙70。
2、煤炭地下氣化過程通常可分為氣化升溫階段、穩(wěn)定氣化階段和冷卻階段。其中，在穩(wěn)定氣化階段，溫度高達(dá)1200-1400℃，所產(chǎn)生的高溫?zé)釕?yīng)力和圍巖力學(xué)性質(zhì)的劇烈變化，對(duì)圍巖的完整性破壞極大。
3、在冷卻階段大多采用的是被動(dòng)自然冷卻，在自然冷卻作用下，氣化過程中產(chǎn)生的高溫溫度場(chǎng)在冷卻階段會(huì)繼續(xù)向遠(yuǎn)處地層擴(kuò)散，造成更大范圍地層的變形破壞，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性，尤其是上覆巖層的變形影響極大，造成淺部煤層嚴(yán)重的地面沉陷問題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)沉降量實(shí)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使在氣化結(jié)束一年后還會(huì)繼續(xù)發(fā)生沉降，即自然冷卻作用下的表面冷卻期下沉盆地仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
4、因此，現(xiàn)有技術(shù)中，為了加速冷卻，有的采用快速主動(dòng)冷卻方法，即注水法，但是，快速冷卻會(huì)導(dǎo)致燃
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法及主動(dòng)冷卻裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中快速主動(dòng)冷卻容易導(dǎo)致燃空區(qū)圍巖應(yīng)力場(chǎng)急劇變化，產(chǎn)生大量裂隙，會(huì)造成泄露風(fēng)險(xiǎn)的缺陷，實(shí)現(xiàn)慢速主動(dòng)冷卻，確保燃空區(qū)內(nèi)壁不會(huì)由于溫度劇烈變化產(chǎn)生裂隙。
2、本專利技術(shù)提供一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，用于冷卻氣化腔，包括：
3、捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳；
4、對(duì)捕集到的二氧化碳進(jìn)行冷卻并儲(chǔ)集；
5、待氣化結(jié)束后，向生產(chǎn)井及氣化過程中產(chǎn)生的環(huán)空縫隙中注入密封材料，以使氣化腔保持密閉；
6、將儲(chǔ)集的二氧化碳增壓并注入注氣井內(nèi)。
7、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，所述捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，包括：
8、對(duì)氣化產(chǎn)物進(jìn)行處理。
9、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，所述對(duì)捕集到的二氧化碳進(jìn)行冷卻并儲(chǔ)集，包括：
10、首先通過換熱器對(duì)二氧化碳進(jìn)行冷卻，再對(duì)二氧化碳進(jìn)行高壓儲(chǔ)集。
11、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，所述待氣化結(jié)束后，向生產(chǎn)井及氣化過程中產(chǎn)生的環(huán)空縫隙中注入密封材料，以使氣化腔保持密閉，包括：
12、向生產(chǎn)井及氣化過程中產(chǎn)生的環(huán)空縫隙中注入高分子負(fù)碳充填材料；
13、測(cè)試氣化腔的密閉性，達(dá)到承壓要求后，在所述生產(chǎn)井的頂端通過套管頭密封。
14、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，在所述將儲(chǔ)集的二氧化碳增壓并注入注氣井內(nèi)之前，還包括將二氧化碳和起泡劑溶液混合。
15、本專利技術(shù)還提供一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，包括：
16、二氧化碳捕集裝置，用于捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳；
17、二氧化碳冷卻儲(chǔ)集裝置，與所述二氧化碳捕集裝置連接，所述二氧化碳冷卻裝置用于對(duì)捕集的二氧化碳冷卻并儲(chǔ)集；
18、氣化腔密封裝置，用于待氣化結(jié)束后，?密封氣化腔；
19、二氧化碳增壓注入裝置，與所述二氧化碳冷卻儲(chǔ)集裝置連接，所述二氧化碳增壓注入裝置將冷卻儲(chǔ)集的二氧化碳增壓注入至注氣井內(nèi)。
20、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，還包括：
21、中間混合容器，上游與所述二氧化碳冷卻儲(chǔ)集裝置連接，下游與所述二氧化碳增壓注入裝置連接，所述中間混合容器用于混合冷卻儲(chǔ)集的二氧化碳和起泡劑。
22、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，所述氣化腔密封裝置包括：
23、高分子負(fù)碳充填物，設(shè)置于氣化過程中產(chǎn)生的環(huán)空縫隙內(nèi)；
24、套管頭，設(shè)置于所述氣化腔的頂端。
25、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，還包括氣體處理裝置，用于處理氣化產(chǎn)物中的氣體。
26、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，還包括起泡劑供給裝置，與所述中間混合容器連接，所述起泡劑供給裝置用于供給起泡劑。
27、本專利技術(shù)提供的一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，通過捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，對(duì)捕集到的二氧化碳進(jìn)行冷卻并儲(chǔ)集，待氣化結(jié)束后，向生產(chǎn)井及氣化過程中所產(chǎn)生的環(huán)空縫隙中注入密封材料，以使氣化腔保持密閉；最后將儲(chǔ)集的二氧化碳增壓并注入注氣井內(nèi)。采用注氣主動(dòng)冷卻方式，確保燃空區(qū)內(nèi)壁不會(huì)由于溫度劇烈變化產(chǎn)生裂隙；另外，采用氣化過程中的二氧化碳作為冷卻劑，能夠?qū)崿F(xiàn)氣化、封碳協(xié)同作業(yè)，達(dá)到零排放的目標(biāo)。
28、本專利技術(shù)提供的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，通過二氧化碳捕集裝置捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，二氧化碳冷卻儲(chǔ)集裝置對(duì)捕集的二氧化碳冷卻并儲(chǔ)集，氣化腔密封裝置密封氣化腔，二氧化碳增壓注入裝置將冷卻儲(chǔ)集的二氧化碳增壓注入至注氣井內(nèi)，采用注二氧化碳?xì)庵鲃?dòng)冷卻方式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)慢速冷卻，確保燃空區(qū)內(nèi)壁不會(huì)由于溫度劇烈變化產(chǎn)生裂隙；而且，采用氣化過程中的二氧化碳作為冷卻劑，能夠?qū)崿F(xiàn)氣化、封碳協(xié)同作業(yè)，達(dá)到零排放的目標(biāo)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，用于冷卻氣化腔，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，所述捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，所述對(duì)捕集到的二氧化碳進(jìn)行冷卻并儲(chǔ)集，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，所述待氣化結(jié)束后，向生產(chǎn)井及氣化過程中產(chǎn)生的環(huán)空縫隙中注入密封材料，以使氣化腔保持密閉，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，在所述將儲(chǔ)集的二氧化碳增壓并注入注氣井內(nèi)之前，還包括將二氧化碳和起泡劑溶液混合。
6.一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，其特征在于，還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，其特征在于，所述氣化腔密封裝置（3）包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，其特征在于，還包括氣體處理
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻裝置，其特征在于，還包括起泡劑供給裝置（8），與所述中間混合容器（5）連接，所述起泡劑供給裝置（8）用于供給起泡劑。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，用于冷卻氣化腔，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，所述捕集氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，所述對(duì)捕集到的二氧化碳進(jìn)行冷卻并儲(chǔ)集，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，所述待氣化結(jié)束后，向生產(chǎn)井及氣化過程中產(chǎn)生的環(huán)空縫隙中注入密封材料，以使氣化腔保持密閉，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化的主動(dòng)冷卻方法，其特征在于，在所述將儲(chǔ)集的二氧化碳增壓并注入注氣井內(nèi)之前，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王鵬飛，張曉，祝凌甫，顧士超，馮天浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天地榆林開采工程技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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