CN104018819B - 地下气化竖直井间火力贯通方法、贯通装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下气化竖直井间火力贯通方法和贯通装置。方法包括如下贯通步骤：将气化剂注入管(12)由第一竖直井(13)朝向第二竖直井(14)推进，以引导煤层燃烧朝向所述第二竖直井(14)前进，直至所述第一竖直井(13)与所述第二竖直井(14)贯通。贯通装置包括气化剂注入管(12)、驱动所述气化剂注入管(12)的驱动装置；通过所述驱动装置与所述气化剂注入管(12)的驱动连接，所述气化剂注入管(12)的前进方向为：沿着引导第一竖直井(13)井底的燃烧工作面朝向第二竖直井(14)移动的方向。本发明的地下气化竖直井间火力贯通方法和贯通装置可准确的将两个竖直井贯通。

Description

地下气化竖直井间火力贯通方法、贯通装置

技术领域

本发明涉及地下煤炭气化领域，尤其涉及一种地下气化竖直井间火力贯通方法以及一种贯通装置。

背景技术

煤炭地下气化过程通常是通过在至少一对进/出气孔(盲孔炉气化除外)之间通过地下煤层燃烧的热作用和化学反应产生可燃性气体的过程。在实施地下气化之前，需要将进/出气孔之间建立气体流通联系。从地面钻向煤层的钻孔有竖直井和定向井，为了建立井之间的联系，常采用定向井末端贯通竖直井井底(短距离井底之间通常先进行压裂贯通)、并再进行燃烧扩孔等。

CN201110388215.1公开了一种煤炭地下气化贯通方法，主要步骤包括：a)在第一钻孔的底部煤层内建立火区；b)将在火区外侧的其它已存在的钻孔或者新钻出的钻孔作为第二钻孔，通过该第二钻孔的下端，对在火区附近的第一钻孔的底部附近的附近煤层进行机械定向钻进，从而对附近煤层加以预贯通，以在附近煤层中形成与火区建立连通的定向通道；c)将含氧气体经由第二钻孔以及定向通道输送至火区，对定向通道进行热加工，从而将定向通道扩大以形成用于煤炭地下气化炉的气化通道。本公开的方法，在竖直钻孔的底部需要事先打好定向钻孔贯通竖直钻孔，再通过火力燃烧扩大钻孔，即需要两步不同的工艺才能完成贯通，所需时间长且成本高。

CN200810119354.2公开了一种无井式地下气化工艺，公开的为火力贯通形成“一”线炉的方法，即：预先打若干垂直钻孔，距离为10～30米，在其中一个钻孔点火，与其相邻的钻孔鼓入高压空气，压力为2.0MPa～4.0MPa，高压空气通过煤层的裂隙进入点火钻孔，逐步将火区引到鼓风钻孔，形成气化通道。本公开的工艺，需要竖直钻孔间的煤层存在连通裂隙，高压空气可以从鼓风钻孔进入点火钻孔，如果不存在裂隙或者裂隙走向偏移的话，就很难在两竖直钻孔之间形成尽可能靠煤层底部、尽可能短的贯通通道了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下气化竖直井间火力贯通方法以及一种贯通装置，其可准确的将两个竖直井贯通。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种地下气化竖直井间火力贯通方法，包括如下贯通步骤：将气化剂注入管由第一竖直井朝向第二竖直井推进，以引导煤层燃烧朝向第二竖直井前进，直至第一竖直井与第二竖直井贯通。

根据本发明，在第一竖直井中对气化剂注入管进行朝向第二竖直井的持续的定向，在保持定向的情形下执行推进直至实现贯通。

根据本发明，在贯通步骤中：在实现贯通之前，持续测量气化剂注入管的喷口处的环境温度；当环境温度小于或等于第一设定温度时，执行推进；当环境温度大于或等于第二设定温度时，停止推进；其中，第一设定温度小于第二设定温度。

根据本发明，在喷口的外周壁设置至少两个测温装置，以测量环境温度；当至少两个测温装置所测量的环境温度全部低于第一设定温度时，执行推进；当至少两个测温装置所检测的环境温度之一高于第二设定温度时，停止推进。

根据本发明，第一设定温度为100℃；第二设定温度为300℃。

根据本发明，在贯通步骤中：当气化剂注入管的喷口的端面至第二竖直井井底的距离小于20m时，对第二竖直井抽负压，直至实现贯通。

根据本发明，在贯通步骤中：当第二竖直井内的气体中CO₂的体积含量大于20％时，贯通实现；或者当第二竖直井的排气量大于0时减小第一竖直井的出气量，采用第二竖直井出气，当排气量大于600Nm³/h时，贯通实现。

根据本发明，在贯通步骤之前，执行如下步骤1至步骤3：步骤1，在第一竖直井的井底设置导向器，并将导向器的用于在随后穿出气化剂注入管的侧开孔对准第二竖直井；步骤2，向第一竖直井送入气化剂注入管，使其喷口穿出侧开孔，以形成定向；步骤3，向气化剂注入管注入含氧气体，并点燃煤层。

根据本发明，步骤1执行为如下依次步骤：通过牵引件悬吊导向器将其送入第一竖直井井底；通过设置于牵引件上的成像设备输出包含导向器上的指示件的当前图像的画面，并对比当前图像所示的指示件和第二竖直井的位置，其中，当指示件对准第二竖直井时侧开孔才对准第二竖直井；当指示件偏离指向第二竖直井的方向时，通过调节牵引件驱动导向器转动，直至指示件对准第二竖直井；当实现对准后，将牵引件与导向器脱离并将其移出第一竖直井。

根据本发明，在步骤2中：当喷口穿出侧开孔时，停止执行气化剂注入管的送入。

根据本发明，在步骤3执行完毕后，当燃煤体积大于2m³且喷口处的环境温度低于100℃时，执行贯通步骤。

根据本发明，气化剂注入管为金属软管，且金属软管的耐温范围为0-400℃。

另一方面提供一种贯通装置，包括：气化剂注入管；驱动气化剂注入管的驱动装置；通过驱动装置与气化剂注入管的驱动连接，气化剂注入管的前进方向为：沿着引导第一竖直井井底的燃烧工作面朝向第二竖直井移动的方向。

根据本发明，还包括：在第一竖直井中、对气化剂注入管进行朝向第二竖直井的持续的定向的导向装置。

根据本发明，驱动装置为连续油管作业车中的连续油管推进装置。

根据本发明，导向装置构造包括：导向件，导向件具有可相对旋转地连接的第一部分和第二部分，在第一部分上设置有导向通道；检测导向通道的出口的当前朝向的检测仪；在出口的当前朝向偏离指向第二竖直井时，控制第一部分和第二部分相对旋转的控制器，以使得出口始终朝向第二竖直井形成定向。

根据本发明，导向装置为导向器，导向器包括：具有空腔的筒体，空腔的顶端朝向筒体的第一端敞开，空腔的底端封闭；以及贯通空腔的侧壁的侧开孔；其中空腔的底面设有导流槽，导流槽构造为：以远离空腔的顶端的方式向侧开孔倾斜，并与侧开孔相通。

根据本发明，筒体的位于底面和筒体的第二端端面之间的部分构造为实心；其中，第二端与第一端对置。

根据本发明，还包括：指示侧开孔相对于筒体的轴线的周向位置的指示件。

根据本发明，指示件构造为：涂覆于第一端的端面上的指示标识、或者设置于第一端的端面上的凹槽或凸起。

根据本发明，筒体设置有悬挂结构。

根据本发明，悬挂结构为：提梁或设置于空腔的侧壁上的侧孔。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的地下气化竖直井间火力贯通方法，将气化剂注入管由第一竖直井朝向第二竖直井推进，以引导煤层燃烧朝向第二竖直井前进，直至第一竖直井与第二竖直井贯通。由此可准确地将两个竖直井贯通。此外，仅需要移动气化剂注入管借助火力便实现贯通，一方面，其步骤少、时间短、大大提高了煤炭地下气化的效率，降低了成本。另一方面，其可用于竖直井间的煤层不存在裂隙的情况下，或者避免了现有技术中由于裂缝走向偏移而造成的贯通失败。

本发明的贯通装置，通过驱动装置驱动气化剂注入管引导第一竖直井井底的燃烧工作面朝向第二竖直井移动的方向，可准确的将两个竖直井贯通。此外，仅需要移动气化剂注入管借助火力进行贯通，一方面，其步骤少、时间短、大大提高了煤炭地下气化的效率，降低了成本。另一方面，其可用于竖直井间的煤层不存在裂隙的情况下，或者避免了现有技术中由于裂缝走向偏移而造成的贯通失败。

附图说明

图1是应用本发明的地下气化竖直井间火力贯通方法的一个实施例的示意图；

图2是本发明的贯通装置的一个实施例中的导向器的立体图；

图3是图2示出的导向器的剖视图。

具体实施方式

如下参照附图描述本发明的实施例。

参照图1，示出本发明的地下气化竖直井间火力贯通方法的一个实施例。该方法包括如下贯通步骤：将气化剂注入管12由第一竖直井13朝向第二竖直井14推进，以引导煤层燃烧朝向第二竖直井14前进，直至第一竖直井13与第二竖直井14贯通。

根据上述方法，可准确地将两个竖直井贯通。并且，仅需要移动气化剂注入管借助火力便实现贯通，一方面，其步骤少、时间短、大大提高了煤炭地下气化的效率，降低了成本。另一方面，其可用于竖直井间的煤层不存在裂隙的情况下，或者避免了现有技术中由于裂缝走向偏移而造成的贯通失败。

如图1示出，具体地，在本实施例中，存在两条从地面向煤层建立的间隔开的竖直井并分别在其中设置固井套管，两个竖直井分别为第一竖直井13和第二竖直井14。在第一竖直井13中对气化剂注入管12进行朝向第二竖直井14的持续地定向，在保持定向的情形下执行推进直至实现贯通。例如，在本实施例中，基于第一竖直井13中的导向器对气化剂注入管12进行朝向第二竖直井14的持续的定向，在保持定向的情形下，将气化剂注入管12由第一竖直井13朝向第二竖直井14推进，以引导煤层燃烧朝向第二竖直井14前进，直至第一竖直井13与第二竖直井14贯通。

在需要将两个已经存在的竖直井(第一竖直井13和第二竖直井14)贯通时，首先在第一竖直井13的井底放入电火花电极和固体火箭燃料等点火材料以用于后续点燃煤层的步骤。然后，将气化剂注入管12送入第一竖直井13中，并通入气化剂。之后通过电火花电极和固体火箭燃料点燃煤层，在第一竖直井13的井底形成煤层燃烧工作面。在其他可选的实施例中，引燃煤层的方法，也可为在第一竖直井13中放入电阻丝发热器，电阻丝发热器通电后电阻丝产生大量热量，将煤层引燃。

当燃煤体积大于2m³且气化剂注入管12的喷口处的环境温度低于100℃时，执行贯通步骤，即将气化剂注入管12由第一竖直井13朝向第二竖直井14推进，以引导煤层的燃烧朝向第二竖直井14移动。其中，喷口15处的环境温度即为喷口15外部的气体温度。由此，可保证，位于煤层中的燃烧区域位于喷口15前方，即燃烧区域较喷口15更靠近第二竖直井14，以保证气化剂注入管12不会位于温度较高的燃烧区域中，从而保证气化剂注入管12的正常使用，防止气化剂注入管12因高温而损坏。当然，上述在满足燃煤体积大于2m³且气化剂注入管12的喷口处的环境温度低于100℃的情况下执行贯通步骤，仅为一个优选的实例。在其他实施例中，在点燃煤层后可直接进行贯通步骤，或根据实际情况由本领域技术人员依据其他条件开始进行贯通步骤。此外，可理解，在上述煤层贯通的步骤中，持续经由气化剂注入管12向煤层中注入气化剂，例如氧气、含氧气体等，以为煤层提供燃烧条件。

在上述贯通步骤中，除上述已描述的操作外，还可包括如下操作。

在实现第一竖直井13和第二竖直井14之间的贯通之前，持续测量气化剂注入管12的喷口处的环境温度。当环境温度小于或等于第一设定温度时，执行上述推进，即将气化剂注入管朝向第二竖直井14推进。当环境温度大于或等于第二设定温度时，停止上述推进，即停止朝向第二竖直井14推进气化剂注入管，直到再次检测到环境温度小于或等于第一设定温度时，继续推进。其中，第一设定温度小于第二设定温度，优选地，第一设定温度为100℃，第二设定温度为300℃。当然，不局限于此，本领域技术人员可根据实际需要选择第一设定温度和第二设定温度的具体数值。优选地，气化剂注入管12为金属软管，且金属软管的耐温范围为0-400℃。即气化剂注入管12在温度为0-400℃的环境中可正常执行上述步骤。可理解，由此，为上述推进动作的执行限定了条件，以防止气化剂注入管位于燃烧工作面中，造成气化注入管损坏。其中，可在在气化剂注入管12的喷口15的外周壁设置测温装置以测量上述环境温度。

进一步，在本实施例中，在气化剂注入管12的喷口15的外周壁设置至少两个测温装置，以测量环境温度。当上述至少两个测温装置(即所有测温装置)所测量的环境温度全部低于第一设定温度时，执行上述推进，即将气化剂注入管朝向第二竖直井14推进。当所有测温装置所检测的环境温度之一高于第二设定温度时，停止上述推进，即停止朝向第二竖直井14推进气化剂注入管，直到再次所有测温装置所检测到环境温度都小于或等于第一设定温度时，继续推进气化剂注入管。当然，在其他可选的实施例中，也可在气化剂注入管12的喷口15的外周壁设置一个测温装置。

随着气化剂注入管12的推进，当气化剂注入管12的喷口15的端面至第二竖直井14井底的距离小于20m时，对第二竖直井14抽负压，直至实现第一竖直井13和第二竖直井14之间的贯通。其中，通过计算气化剂注入管12送入第一竖直井13中的长度以及第一竖直井13的长度和两个竖直井之间的距离，可计算出气化剂注入管12的喷口15的端面至第二竖直井14井底的距离。

而在本实施例中，当第二竖直井14内的气体中CO₂的体积含量大于20％时，即为实现了第一竖直井13和第二竖直井14之间的贯通。或者当第二竖直井14的排气量大于0时，减小第一竖直井13的出气量，采用第二竖直井14出气，当排气量大于600Nm³/h时，即为实现了第一竖直井13和第二竖直井14之间的贯通。

进一步参照图1，可选地，使用导向装置形成对气化剂注入管12的定向，即使得气化剂注入管12始终朝向第二竖直井14推进。该导向装置可选地使用下面详细描述的贯通装置中的导向装置，也可使用其他可以实现上述定向的装置。

在本实施例中，所使用的导向装置为下述贯通装置的一个实施例中的导向器，具体参照图2和图3描述对该导向器的使用。

具体地，在贯通步骤之前，执行如下步骤1至步骤3。

步骤1，在第一竖直井13的井底设置导向器11，并将导向器11的用于在随后穿出气化剂注入管12的侧开孔4对准第二竖直井14。具体为：

步骤1.1，通过牵引件悬吊导向器11的悬挂结构将其送入第一竖直井13井底。在本实施例中，牵引件由绳索和固定于绳索一端的挂钩组成，悬挂结构为侧孔10，由此，挂钩与侧孔10连接，通过绳索的悬吊，将导向器11送入第一竖直井13，并直到其接触第一竖直井13的井底并由井底支撑，以完成将导向器11设置在第一竖直井13井底。其中，筒体1的第二端8的端面朝向该第一竖直井13的井底。

步骤1.2，通过设置于牵引件上的成像设备输出包含指示件9的当前图像的画面，并对比当前图像所示出的指示件9与第二竖直井14的位置。其中，当指示件9对准第二竖直井14时，侧开孔4才对准第二竖直井14。具体地，在本实施例中，成像设备为摄像头，该摄像头固定在绳索上，并可选地通过有线或无线传输的方式将其画面传输到位于地面上的显示屏上。该摄像头至少能够拍摄到指示件9，并且将画面传输到显示屏。而由于指示件9指示导向器11的侧开孔4的周向位置，故指示件9的位置即为侧开孔4的周向位置，当工作人员观看显示屏上的画面时，可通过指示件9的位置(例如，通过画面中指示件9与其他物体的相对位置确认指示件9的位置)以及可看到的第二竖直井14的位置，确定当前导向器11的侧开孔4是否对准第二竖直井14。在本实施例中，若为等腰三角形的指示标识的顶角指向竖直井14的方向，则为侧开孔4对准第二竖直井14。反之，则为侧开孔4没有对准第二竖直井14，即此时指示件9和侧开孔4都偏离指向第二竖直井14的方向。

步骤1.3，当指示件9的偏离指向第二竖直井14的方向时，通过调节牵引件驱动导向器11转动，直至指示件9对准第二竖直井14。此时，持续通过摄像头观测，当实现侧开孔4与第二竖直井14的对准后，将牵引件与导向器11脱离并将其移出第一竖直井13。在本实施例中，可简单的通过放松绳索使得挂钩与侧孔10脱离。

当步骤1(上述步骤1.1-1.3)执行完毕后，执行如下步骤2。

向第一竖直井13送入气化剂注入管12，使气化剂注入管12的喷口15穿入导向器11的空腔2、经由导流槽导向后穿出侧开孔4，并且，当喷口15穿出侧开孔4时停止送入。在步骤1中，已完成将侧开孔4与第二竖直井14的对准，故由侧开孔4穿出的气化剂注入管12的喷口15同样对准第二竖直井14。由此，导向器11对气化剂注入管12起到定向的作用。此外，在本实施例中，通过连续油管作业车等设备扶持气化剂注入管以防止其下坠，并且在气化剂注入管停止送入后，封闭第一竖直井13的井口。

然后，执行如下步骤3。

向气化剂注入管12注入含氧气体，并点燃煤层。即通过给电极通电产生电火花引燃上述点火材料来点燃煤层燃烧。其中，在点燃煤层后，燃烧的烟气从气化剂注入管12和固井套管之间的环隙上升，并通过设置于井口的出气孔排出。可理解，第一竖直井13与外界是隔离的，仅允许气化剂注入管12穿入，和设置有专门用于排出烟气的出气口以导出烟气。

在步骤3执行完毕后，通过本领域技术人员的已知方法，即根据烟气流量和成分以及燃烧时间，估算燃煤体积。当燃煤体积大于2m³且气化剂注入管12的喷口处的环境温度低于100℃时，执行上述贯通步骤。

上述仅为本发明使用图2和图3所示出的导向器进行定向的实例性描述，可选的，在其他可选的实施例中，本方法所应用的导向装置还可具有如下结构的导向器。即导向器包括具有空腔的筒体，空腔的顶端朝向筒体的第一端敞开，空腔的底端封闭。导向器还包括贯通空腔的侧壁的侧开孔。空腔的底面构造为以远离空腔的顶端的方式向侧开孔倾斜，并且底面与侧开孔的孔壁相接。换言之，区别于图1和图2所示出的导向器，该导向器的底面不设置导流槽，而为一个整体的斜面。该斜面的截面可选地与上述导流槽的槽底的截面形状相同。

另外，不局限于上述，还可使用具有如下部件的导向装置。该导向装置包括导向件。导向件具有可相对旋转地连接的第一部分和第二部分，在第一部分上设置有导向通道，该导向通道具有入口和出口，气化剂注入管由导向通道的入口进入，由导向通道的出口穿出。导向装置还包括检测导向通道的出口的当前朝向的检测仪、和在出口的当前朝向偏离指向第二竖直井14时控制第一部分和第二部分相对旋转的控制器，以使得出口始终朝向第二竖直井14形成定向。由此，可实现将气化剂注入管12朝向第二竖直井14持续定向。其中，导向件的第一部分可选地与上述图2和图3所示出的导向器的具有空腔的部分具有相同构造，即导向件的导向通道为上述空腔侧壁和底面围合形成的空间，导向通道的出口为上述侧开孔。可理解，将导向件设置在第一竖直井中，而导向装置所包含的其他装置(例如检测仪和控制器)可由本领域技术人员根据需要设置在不同位置。换言之，在使用该导向装置时，导向装置是至少部分地设置在第一竖直井中的。

此外，可采用与上述导向器相同的方式和结构将导向件放置在第一竖直井13的井底，然后通过检测仪检测导向通道的出口的当前指向，并且与预先设定的第二竖直井相对于第一竖直井的位置进行比较通过控制器完成，当比较结果为出口的当前朝向偏离指向第二竖直井14时，控制器控制第一部分和第二部分之间的连接装置运动，使得第一部分相对第二部分转动，以使得出口对准第二竖直井。

可理解，本发明的方法可用于多个竖直井的贯通，而不局限于上述实例性的两个竖直井。

本发明中，侧开孔4与第二竖直井14的对准可包括精确对准和大致对准。其中，“精确对准”为：侧开孔4的轴线与第二竖直井14的轴线位于同一平面内。“大致对准”为：通过目测能够识别出的侧开孔4朝向第二竖直井14，并且保证以此方向为定向进行贯通步骤后，第一竖直井13和第二竖直井14可贯通，而侧开孔4的轴线与第二竖直井14的轴线并未位于同一平面内。由此，本发明的方法的目的为通过气化剂注入管12的定向移动，引导煤层由第一竖直井13朝向第二竖直井14燃烧，以将第一竖直井13和第二竖直井14贯通。而在实际中，第一竖直井13和第二竖直井14的距离普遍为几十米，故无需做到上述精确对准，仅需要能够保证以对准后的方向定向能够将两个竖直井贯通即可。据此，导向器11中，指示件指示侧开孔4的周向位置也可类似的包括精确指示和大致指示。其中，所举出的等腰三角形的对称轴与侧开孔4的轴线位于同一平面内的实例，即为精确指示。而大致指示为：不要求指示出侧开孔4的轴线的具体周向位置，只要可以指示出侧开孔4的周向位置并且从中可以获知侧开孔4的朝向即可。同理，在第一竖直井13和第二竖直井14的距离普遍为几十米的实际应用中，故无需做到上述精确指示，仅需要保证通过指示件9判断的侧开孔4的周向位置，能够保证之后的对准以及进一步的两个竖直井贯通即可。

在使用导向件的情况下，“导向通道的出口朝向第二竖直井14”中对朝向的定义与“侧开孔4与第二竖直井14的对准”中对于对准的定义相同，即包括“精确朝向”和“大致朝向”，在此不再赘述。

可选地，在上述方法的实施例中，可通过驱动装置驱动气化剂注入管朝向第二竖直井运动，该驱动装置可使用石油领域常用的装置，例如，连续油管作业车中的连续油管推进装置。

优选地，气化剂注入管的外径为侧开孔4的内径的2/3，由此，既可使气化剂注入管顺畅的穿过侧开孔4，又可满足定位要求。当然，气化剂注入管的外径和侧开孔4的内径的大小可根据实际需要选择，只要能够起到定位作用又方便操作即可。如下，描述本发明的贯通装置的一个实施例，可选地，其部分地或全部的用于上述方法中。

本发明的贯通装置的一个实施例，包括气化剂注入管12、驱动气化剂注入管12的驱动装置，通过驱动装置与气化剂注入管12的驱动连接，气化剂注入管12的前进方向为：沿着引导第一竖直井13井底的燃烧工作面朝向第二竖直井14移动的方向。

该贯通装置中，通过驱动装置驱动气化剂注入管引导第一竖直井井底的燃烧工作面朝向第二竖直井移动的方向，可准确的将两个竖直井贯通。此外，仅需要移动气化剂注入管借助火力进行贯通，一方面，其步骤少、时间短、大大提高了煤炭地下气化的效率，降低了成本。另一方面，其可用于竖直井间的煤层不存在裂隙的情况下，或者避免了现有技术中由于裂缝走向偏移而造成的贯通失败。

在本实施例中，贯通装置还包括：在第一竖直井13中、对气化剂注入管12进行朝向第二竖直井14的持续的定向的导向装置。

进一步，在本实施例中，导向装置为导向器。参照图2和图3，导向器包括具有空腔2的筒体1，空腔2的顶端朝向筒体1的第一端3敞开，空腔2的底端封闭；以及贯通空腔2的侧壁的侧开孔4；其中空腔2的底面设有导流槽，导流槽构造为：以远离空腔2的顶端的方式向侧开孔4倾斜，并与侧开孔4相通。

上述导向器，通过将其空腔2的底面设置导流槽，并且将导流槽构造为以远离空腔2的顶端的方式向侧开孔4倾斜，并与侧开孔4相通。换言之，空腔2的侧壁、导流槽和侧开孔4一起构成了一个以侧开孔4为出口的导向通道，并且该导向通道的入口为空腔2的敞开的顶端。由此，例如在煤炭地下气化中，当由例如气化剂注入管被送入空腔2时，上述导向通道引导该气化剂注入管从侧开孔4穿出并可继续向前移动。进而也形成了对气化剂注入管的定向。该操作简便，尤其在用于例如煤炭地下气化中的地面下方的操作时，无需人工将气化剂注入管对准侧开孔4。并且该导向器的结构简单，生产成本低。

继续参照图2和图3，具体地，本实施例中的筒体1为圆柱形筒体，当然，在其他实施例中，筒体1的形状可以为任意形状。而空腔2朝向筒体1的第一端3的端面敞开，并且空腔2不朝向筒体1的第二端8的端面敞开，即空腔2的底端封闭，该底端的内表面即为空腔2的底面。其中，第二端8与第一端3对置，换言之，第一端3和第二端8为筒体1的两个轴向端。

而进一步参照图2，空腔2的底面上设有导流槽，换言之，底面的第一底面部分相对于第二底面部分16向远离空腔的顶部的方向凹陷，形成了导流槽。其中，第一底面部分与第二底面部分16共同构成底面。在本实施例的侧开孔4的轴线与筒体1的轴线共同处于的截面上，导流槽的槽底5即上述第一底面部分的投影为一条弧线，该弧线的两端点分别为第一连接端点6和第二连接端点7，第一连接端点6逐渐远离空腔2的顶端地延伸至第二连接端7形成上述斜线，即，第一连接端6最靠近空腔2的顶端，第二连接端7最远离空腔2的顶端，由此形成了导流槽的槽底以远离空腔2的顶端的方式向侧开孔4倾斜。进而，整体形成导流槽以远离空腔2的顶端的方式向侧开孔4倾斜。当然，在其他可选的实施例中，也可为平直的斜线，故可理解，导流槽的槽底5的投影为一条弧形的或平直的斜线。

此外，侧开孔4设置在空腔2的侧壁上，并贯通该侧壁。可理解，由于侧开孔4是贯通空腔2的侧壁，故侧开孔4全部位于空腔2的底面至第一端3端面之间的筒体1上，在本实施例中，可理解，侧开孔4全部位于导流槽的槽底至第一端3端面之间的筒体1上。并且，在本实施例中，第二连接端点7与侧开孔4的孔壁相接，即以由第一端3指向第二端8的方向为由上到下的方向，侧开孔4上位于下部的弧形孔壁与第二连接端点7连接。综上，可理解，导流槽以远离空腔2的顶端的方式向侧开孔4倾斜并且导流槽的槽底5与侧开孔4上位于下部的弧形孔壁连接。由此，该导流槽的槽底5构成了一个导向面，该导流槽可引导由第一端3穿入空腔2的例如气化剂注入管由侧开孔4穿出，即为导流槽与侧开孔4相通。

并且如图3示出的，在本实施例中，导流槽的槽底5为相对于空腔2的顶端凹陷的凹面。当然，本发明不局限于此，导流槽的槽底5为相对于空腔2的顶端凸起的凸面，或者为平面，当然导流槽的槽底5也可为任意可以实现将由空腔2的顶端进入空腔的例如气化剂注入管引导至侧开孔4的形状。而底面的第二底面部分16即底面上除去导流槽的部分也可以为由以远离空腔2的顶端的方式向侧开孔4倾斜，如图2示出。

另外，在本实施例中，筒体1的位于底面和筒体1的第二端8端面之间的部分构造为实心。由此可以使导向器在使用时能够稳定的支撑在例如竖直井的井底。

进一步参照图2，导向器还包括指示侧开孔4相对于筒体1的轴线的周向位置的指示件9。换言之，筒体1具有围绕轴线的周向，而侧开孔4位于空腔2的侧壁上，该侧壁是沿上述周向围绕筒体1的轴线的，故指示件9指示侧开孔4在侧壁上的周向位置，而并非指示侧开孔4沿轴线方向的位置。本实施例中，指示件9构造为涂覆于第一端3的端面上的指示标识。优选地，该指示标识为等腰三角形，并且该等腰三角形的对称轴与侧开孔4的轴线位于同一平面内，并且筒体1的轴线位于该平面内。当然，不局限于此，在其他的实施例中，指示标识也可为箭头等其他可以指示侧开口的位置的图形。并且，在实际应用中，本实施例仅为一个优选的实施例，本发明中的指示标识仅需要指示出侧开孔4的位置，即看到指示标识即可判断出侧开孔4的位置即可。此外，在其他可选地实施例中，指示件也可构造为设置于第一端3的端面上的凹槽或凸起。

可选地，指示件9的具体结构和设置不局限于上述实施例，只要指示件9的设置满足如下特点即可，即当指示件9对准第二竖直井时，侧开孔4才对准第二竖直井。

继续参照图2，筒体1还设置有悬挂结构。在本实施例中，悬挂结构为设置于空腔2的侧壁上的侧孔10。优选地，该侧孔10贯通空腔2的侧壁。由此，可通过使用挂钩与侧孔10配合而移动导向器。当然，在其他可选的实施例中，悬挂结构也可为提梁。

在本实施例中，优选地，气化剂注入管12为金属软管，且金属软管的耐温范围为0-400℃。

优选地，气化剂注入管的外径为侧开孔4的内径的2/3，由此，既可使气化剂注入管顺畅的穿过侧开孔4，又可满足定位要求。当然，气化剂注入管的外径和侧开孔4的内径的大小可根据实际需要选择，只要能够起到定位作用又方便操作即可。

可选地，驱动装置为连续油管作业车中的连续油管推进装置。

当然，不局限于此，本发明的导向装置可具有如下构造。

导向装置包括导向件，导向件具有可相对旋转地连接的第一部分和第二部分，在第一部分上设置有导向通道，检测导向通道的出口的当前朝向的检测仪。导向装置还包括在出口的当前朝向偏离指向第二竖直井14时控制第一部分和第二部分相对旋转的控制器，以使得出口始终朝向第二竖直井14形成持续定向。具体结构可与上述方法中所应用的具有导向件的导向装置相同，不再具体描述。

此外，在其他可选的实施例中，导向器还可具有与上述方法中应用的不设置导流槽的导向器相同的结构，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，包括：

步骤1，在第一竖直井(13)的井底设置导向器(11)，并将所述导向器(11)的用于在随后穿出气化剂注入管(12)的侧开孔(4)对准第二竖直井(14)；

步骤2，向所述第一竖直井(13)送入所述气化剂注入管(12)，使其喷口穿出所述侧开孔(4)，以形成定向；

步骤3，向所述气化剂注入管(12)注入含氧气体，并点燃煤层；

步骤4，将所述气化剂注入管(12)由所述第一竖直井(13)朝向第二竖直井(14)推进，以引导煤层燃烧朝向所述第二竖直井(14)前进，直至所述第一竖直井(13)与所述第二竖直井(14)贯通。

2.根据权利要求1所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在第一竖直井(13)中对气化剂注入管(12)进行朝向第二竖直井(14)的持续的定向，在保持所述定向的情形下执行所述推进直至实现所述贯通。

3.根据权利要求1或2所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在所述贯通步骤中：

在实现所述贯通之前，持续测量所述气化剂注入管(12)的喷口处的环境温度；

当所述环境温度小于或等于第一设定温度时，执行所述推进；

当所述环境温度大于或等于第二设定温度时，停止所述推进；

其中，所述第一设定温度小于所述第二设定温度。

4.根据权利要求3所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在所述喷口的外周壁设置至少两个测温装置，以测量所述环境温度；

当所述至少两个测温装置所测量的环境温度全部低于所述第一设定温度时，执行所述推进；

当所述至少两个测温装置所检测的环境温度之一高于所述第二设定温度时，停止所述推进。

5.根据权利要求3所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

所述第一设定温度为100℃；

所述第二设定温度为300℃。

6.根据权利要求1或2所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在所述贯通步骤中：

当所述气化剂注入管(12)的喷口的端面至所述第二竖直井(14)井底的距离小于20m时，对所述第二竖直井(14)抽负压，直至实现所述贯通。

7.根据权利要求1或2所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在所述贯通步骤中：

当所述第二竖直井(14)内的气体中CO₂的体积含量大于20％时，所述贯通实现；或者

当所述第二竖直井(14)的排气量大于0时减小第一竖直井(13)的出气量，采用第二竖直井(14)出气，当所述排气量大于600Nm³/h时，所述贯通实现。

8.根据权利要求1所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

所述步骤1执行为如下依次步骤：

通过牵引件悬吊所述导向器(11)将所述导向器(11)送入所述第一竖直井(13)井底；

通过设置于所述牵引件上的成像设备输出包含所述导向器(11)上的指示件(9)的当前图像的画面，并对比所述当前图像所示的指示件(9)和所述第二竖直井(14)的位置，其中，当所述指示件(9)对准所述第二竖直井(14)时所述侧开孔(4)才对准所述第二竖直井(14)；

当所述指示件(9)偏离指向所述第二竖直井(14)的方向时，通过调节所述牵引件驱动所述导向器(11)转动，直至所述指示件(9)对准所述第二竖直井(14)；

当实现所述对准后，将所述牵引件与所述导向器(11)脱离并将其移出所述第一竖直井(13)。

9.根据权利要求1所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在所述步骤2中：

当所述喷口穿出所述侧开孔(4)时，停止执行所述气化剂注入管(12)的送入。

10.根据权利要求1所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

在所述步骤3执行完毕后，

当燃煤体积大于2m³且所述喷口处的环境温度低于100℃时，执行所述贯通步骤。

11.根据权利要求1或2所述的地下气化竖直井间火力贯通方法，其特征在于，

所述气化剂注入管(12)为金属软管，且所述金属软管的耐温范围为0-400℃。

12.一种贯通装置，其特征在于，包括：

气化剂注入管(12)；

导向器(11)，所述导向器(11)设置在第一竖直井(13)的井底并且具有用于随后穿出气化剂注入管(12)的侧开孔(4)，所述侧开孔(4)对准第二竖直井(14)；

驱动所述气化剂注入管(12)的驱动装置；

通过所述驱动装置与所述气化剂注入管(12)的驱动连接，所述气化剂注入管(12)的前进方向为：送入第一竖直井(13)中并通入气化剂，点燃煤层，然后所述气化剂注入管(12)沿着引导第一竖直井(13)井底的燃烧工作面朝向第二竖直井(14)移动的方向。

13.根据权利要求12所述的贯通装置，其特征在于，还包括：

在所述第一竖直井(13)中、对所述气化剂注入管(12)进行朝向所述第二竖直井(14)的持续的定向的导向装置。

14.根据权利要求12所述的贯通装置，其特征在于，

所述驱动装置为连续油管作业车中的连续油管推进装置。

15.根据权利要求13所述的贯通装置，其特征在于，

所述导向装置构造为包括：

导向件，所述导向件具有可相对旋转地连接的第一部分和第二部分，在所述第一部分上设置有导向通道；

检测所述导向通道的出口的当前朝向的检测仪；

在所述出口的所述当前朝向偏离指向所述第二竖直井(14)时，控制所述第一部分和所述第二部分相对旋转的控制器，以使得所述出口始终朝向所述第二竖直井(14)形成所述定向。

16.根据权利要求13所述的贯通装置，其特征在于，

所述导向装置为导向器，所述导向器构造为包括：

具有空腔(2)的筒体(1)，所述空腔(2)的顶端朝向所述筒体(1)的第一端(3)敞开，所述空腔(2)的底端封闭；以及

贯通所述空腔(2)的侧壁的侧开孔(4)；

其中所述空腔(2)的底面(5)设有导流槽，所述导流槽构造为：以远离所述空腔(2)的顶端的方式向所述侧开孔(4)倾斜，并与所述侧开孔(4)相通。

17.根据权利要求16所述的贯通装置，其特征在于，

所述筒体(1)的位于所述底面(5)和所述筒体(1)的第二端(8)端面之间的部分构造为实心；

其中，所述第二端(8)与所述第一端(3)对置。

18.根据权利要求16所述的贯通装置，其特征在于，还包括：

指示所述侧开孔(4)相对于所述筒体的轴线的周向位置的指示件(9)。

19.根据权利要求18所述的贯通装置，其特征在于，

所述指示件(9)构造为：涂覆于所述第一端(3)的端面上的指示标识、或者设置于所述第一端(3)的端面上的凹槽或凸起。

20.根据权利要求16所述的贯通装置，其特征在于，

所述筒体(1)设置有悬挂结构。

21.根据权利要求20所述的贯通装置，其特征在于，

所述悬挂结构为：提梁或设置于所述空腔(2)的侧壁上的侧孔(10)。