CN104695933A - 一种基于分支井的煤层气化方法及煤层气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分支井的煤层气化方法及煤层气化炉，以解决现有技术中煤层气化技术成本高、回采率低的问题。所述方法为在钻孔施工完毕后，贯通气化通道，分别在不同的分支井中下放封隔装置或导向装置，通过导向装置将注气装置下放至相应分支井，注入气化剂，通过计算确定待气化煤层区的气化时间，完成待气化煤层区的气化过程；替换分支井的封隔装置或导向装置，完成每个分支井所在待气化煤层的气化过程，通过出气井将所产生的燃气输出到地面。本发明实现了对气化剂的定点、定量可控注入，产气过程稳定，满足对燃气深加工的需求，有效提高了单井的气化采煤量及回采率，同时提高了注气井寿命周期，降低了建炉钻井成本及地面建设、运营成本。
Description
技术领域
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
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 Gasification)技术。
目前，我国煤炭资源开采过程多采用煤层气化(UCG，Underground Coal Gasification)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
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。
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：
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；
在工作状态的分支井中设置注气点；
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。
上述方案中，所述方法进一步包括：
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。
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：
步骤S1，贯通气化通道与出气井；
在步骤S2之后还包括：
步骤S3，注气装置向所述待气化煤层区注入气化剂；
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；
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；
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；
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点；
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。
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。
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。
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。
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。
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，
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；
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；
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；
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；
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。
上述方案中，所述煤层气化炉还包括：出气井，气化通道；
所述分支井至少具有两个，并与所述注气井相连；
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；
所述封隔装置下放至分支井的分支窗口处；
所述导向装置下放至分支井的分支窗口处。
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。
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。
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。
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。
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
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；
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；
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；
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；
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。
附图标记说明：
1、11、12-注气井；
21、22、23……2m-分支井；
211、21n、221……2mn-注气点；
31、32……3x-出气井；
5-气化通道；
6-封隔装置；
7-导向装置；
8-工作面；
9-气化区。
具体实施方式
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的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
矿井是各种矿产资源的开采方式。分支井指的是在一个主井眼中钻出两个或两个以上井眼的井，包括定向分支井、水平分支井、波浪式分支井等。分支井技术产生于二十世纪五十年代，之后得到快速推广，二十世纪九十年代，国外的分支井技术发展迅速，而且日益成熟。目前，分支井已广泛应用于石油、天然气、煤层气及页岩气等资源的开采中，成为油气田开发的一种重要的先进技术，是提高油气采收率的一条有效途径。通过分支井技术的应用，极大降低了地面和地下工程投资，提高了资源的采收效率。
现有的UCG技术原理是将含碳的高分子煤在地下煤层中燃烧，变成低分子有机物的燃气，将所述燃气直接输送到地面的采煤方式，主要包括煤的干燥、燃烧、气化和热解、燃气的输出等过程，其中，在煤的燃烧和热解过程中，首先需要注入助燃气体，如氧气，或者氧气和空气的混合气 体。煤的热解过程是现有技术，在本发明中不再赘述。
本发明基于分支井技术，对煤层的气化开采过程进行优化和改进，提出了一种新的煤层气化方法及新型的煤层气化炉，主要从气化过程助燃气体的注气过程和燃气的输出过程对煤层所化炉的结构进行改进，实现对气化剂的定点、定量注入，从而气化过程可控，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，同时建炉成本低廉。下面结合附图及具体实施例对本发明的技术内容作详细说明。
图1所示为本发明的第一实施方式中，所提供的一种基于分支井的煤层气化方法流程示意图。
如图1所示，本发明的第一实施方式中所提供的一种基于分支井的煤层气化方法包括：
步骤S01，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。由于注气井的下端与分支井相连，在进行气化的时候，对分支井所属的气化区域进行分区气化，因此，对处于非工作状态的分支井处，不需要注入气化剂。此时，可以通过在分支井的分支窗口处下放封隔装置的方式，将所述分支井与注气井进行封隔，使得注气井中的气化剂不进入非工作状态的分支井中，而只进入工作状态的分支井中。
步骤S02，在工作状态的分支井中设置注气点。对于工作状态的分支井，也是通过分区域的方式进行相应的煤层气化。具体的，在工作状态的分支井上，预先设置注气点，当注入气化剂时，将所述注气装置下放到分支井的注气点处，对相应注气点处的煤层气化区进行注气，从而进行相应的气化。
步骤S03，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。在具体实现时，通过在工作状态的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所述工作状态分支井的待气化煤层区的相应注气点。
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；
如图2所示，本实施例的基于分支井的煤层气化方法，包括如下步骤：
步骤S1，贯通气化通道与出气井。
本步骤中，在所述出气井与所述气化通道的连接处设置煤层段套管，在所述出气井的下端点火，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。
优选的，这里的套管为筛管。
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。
这里，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。所述分支井在煤层中水平设置，可以相互平行设置，当分支井有很多个时，分支井呈羽状分布，分支井之间的间距大于10米。在每个分支井中设置可燃支护套管，套管开孔率大于3％。这里的套管可以采用筛管。分支井与气化通道通过煤层段筛管相连，所产生的燃气通过气化通道输送到出气井输出到地面。
优选的，本步骤中的封隔装置，为可取式桥塞或可钻式桥塞。
另外，本步骤中的封隔装置和导向装置起到封隔非工作分支井，同时引导注气装置下放至工作的分支井中，其中，导向装置也可以为斜向器。所述封隔装置、导向装置可以分别处于不同的分支井中，也可以处于同一分支井中，如当导向装置为斜向器时，可以与封隔装置在同一分支井中，起到封隔所在分支井、同时可引导注气装置进入另外一个无所述封隔装置和斜向器的分支井中。
步骤S3，注气装置向所述待气化煤层区注入气化剂。
本步骤中，可依据待气化煤层的厚度和储量等参数，调整注气装置的注入气化剂的参数，控制注入气化剂流量、压力和氧浓度，保证所产生的 所述燃气组分和热值的稳定。
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。
本步骤的产气过程，在步骤S3的注入气化剂的基础上进行，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。
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孔点。
本步骤中对待气化煤层区的气化时间的计算，依据气化燃煤速度、煤气热值和组分及可气化煤层储量情况来进行，从而确定第二注气点的煤层气化工作时间。这里的待气化煤层区，即煤层的工作面，由于分支井上注气点的位置可以根据实际情况进行具体的设定，因此，注气点的煤层气化区即为煤层工作面的预定位置。
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对应的待气化煤层区的气化。这里的重复，是对第二分支井上的所有注气点处的煤层均进行煤层气化，从而完成所在区域的开采。因此，在设计工作分支井的注气点的位置时，需充分考虑所属煤层的地质状态，如煤层夹矸层分布状态等，进行注气点的合理分布。
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点。
步骤S8，重复步骤S3至S6，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。
通过本实施例的煤层气化方法，通过封隔装置以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，从而气化过程可控，避免了煤层气化过程不同气化炉之间的相互干扰，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，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。
本发明的第二实施方式中，所提供的一种基于分支井的煤层气化炉，包括：注气井，分支井，封隔装置，导向装置，注气装置；其中，
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；
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；
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；
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；
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。
图3所示为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。
如图3所示，本实施例的煤层气化炉包括：注气井1，两个分支井21、22，两个出气井31、32，气化通道5，其中每个分支井上设置n个注气点211、212……21n、221、222……22n，其中，气化通道5为气化过程中点火后的待气化煤层的工作面8的产气通道，。除此之外，本实施例所述的煤层气化炉还包括注气装置、封隔装置6、导向装置7。优选的，所述注气装置为连续油管注气装置，封隔装置6为可取式桥塞。
所述注气井1为煤层气化炉的主井，用于提供通道为分支井21、22下放注气装置、封隔器6和导向装置7。所述注气井1与待气化煤层8的相接处，在待气化煤层8上水平方向上，设置两个分支井21和22，所述 分支井21、22与所述注气井1的下端相连，所述分支井21和22用于为注气提供分支通道。两个分支井21和22与所述气化通道5相连，所述气化通道5用于为煤层气化后所获得的燃气提供输出的通道。所述气化通道5与出气井31、32相连，在出气井31和32与气化通道5的连接处，设置筛管，用于收集所产生的燃气，所述出气井31和32用于将所收集的燃气输出到地面。在所述分支井22或21中的分支窗口处下放封隔装置6和导向装置7，所述桥塞6用于在注气时封隔注气井1内的杂质，所述导向装置7用于当分支井22被封隔装置6封隔时保证可以正确的向分支井21中下放注气装置，或用于当分支井21被封隔装置6封隔时保证可以正确的向分支井22中下放注气装置。
优选的，本实施例的分支井21和22采用玻璃筛管支护结构，所述玻璃筛管的开孔率为1％～5％，其中开孔率优选为3％。本实施例中的两个分支井平行设置，在煤层气化炉的实际构建过程中，也可以设置两个以上分支井，所设置的分支井可以为树状或鱼骨状。
优选的，所述出气井31和32为垂直井。
下面结合附图3说明一下本实施例中的煤层气化炉的气化过程。
本实施例所述的煤层气化炉的气化工艺如下：
步骤S21，煤层气化炉钻孔施工结束后，首先贯通气化通道5。在所述出气井31和32下端点火，贯通所述出气井31和32与气化通道5，使得出气井具备输出气体的能力。
步骤S22，在分支井22中的分支窗口处下放封隔装置6，封隔注气井1井内的介质，保证介质不进入分支井22中，同时将导向装置7下放至分支井21中，保证注气装置顺利下放至分支井21内。上述下放封隔装置6和导向装置7的过程可通过连续油管或定向钻设备实现。
步骤S23，将连续油管注气装置沿分支井21下放至待气化煤层的工作面8的注气点211处。
步骤S24，调整所述注气装置的工艺参数，进行逆向引火、气化通道 5的加工，及工作面8的注气点211处的煤层气化，具体如下：
步骤S24A，依据气化区9可气化煤层的厚度和储量等参数，控制注入气化剂流量、压力和氧浓度等参数；
步骤S24B，用逆向燃烧方式实现连续加工气化通道5和地下气化规模产气；
步骤S24C，随时调整注入气化剂参数，保证煤气组分和热值处于相对稳定状态；
步骤S24D，依据气化燃煤速度、煤气热值和组分及可气化煤层储量情况，确定注气点211的煤层气化工作时间；
步骤S24E、当工作面8的注气点211的煤层气化结束时，控制连续油管注气装置移动至工作面8的气化区9的下一个注气点212。
步骤S25，在工作面8的气化区9的注气点212处重复步骤S24，当注气点212的煤层气化结束时，控制连续油管注气装置移至工作面8产气区的下一个注气点213，直至移动到注气点21n，并完成煤层气化，此时，分支井21的煤层所化结束。
步骤S26，从所述分支井22中提出封隔装置6，分支井21中提出连续油管注气装置，采用连续油管或定向钻设备在分支井21中分支窗口处下放封隔装置6，封隔注气井1内介质，防止介质进入分支井21中，同时将导向装置7下放至分支井22中，用导向装置7将所述连续油管注气装置下放至分支井22内。
步骤S27，将所述连续油管注气装置下放至分支井22的气化区9的注气点221，重复步骤S24，开始新的工作面处预定位置的气化过程。
步骤S28，在注气点221处重复步骤S24，当注气点221的煤层气化结束时，控制连续油管注气装置移支至工作面8产气区9的注气点422，直至移动到注气点22n并完成煤层气化，此时，分支井22的煤层气化结束。
通过上述本实施例的煤层气化炉的炉型结构及其工作过程的说明，可 见本实施例所述的煤层气化炉实现了对气化剂的定点、定量的注入，从而实现了气化过程可控，避免了煤层气化过程不同气化炉之间的相互干扰，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，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，同时提高了注气井的寿命周期。
图4所示为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；图5所示为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。
如图4所示，本实施例的煤层气化炉包括：注气井11、12，m个分支井21、22、23……2m，每个分支井上有n个注气点，x个出气井31、32、33、3x，出气通道5，还包括注气装置、封隔装置6、导向装置7。所述注气井11和12平行设置，沿着注气井12延伸的方向上设置出气井31、32……3x，所有的出气井在注气井12的延伸方向上形成气化通道5，注气井11施工至待气化煤层工作面8后，在井延伸的垂直方向，向注气井12方面垂直设置m个分支井21、22、23……2m，分支井呈现羽状。本实施例中的分支井平行设置呈羽状，在煤层气化炉的实际构建过程中，也可以将所设置的分支井设计为树状或鱼骨状。
每个分支井分别与出气井所形成的气化通道5相连。优选的，所述注气井11与注气井12的间距为100～500米，本实施例间距为150米。所述分支井采用玻璃钢筛管支护结构，开孔率为1～5％，本实施例为开孔率3％。
下面结合图4和图5说明一下本实施例中的煤层气化炉的气化过程。
本实施例所述的煤层气化炉的气化工艺如下：
步骤S31，煤层气化炉钻孔施工结束后，首先在出气井3x下端点火贯通气化通道5。贯通注气井12及位于其延伸方向上的出气井31、32……3x形成气化通道5，使得出气井31、32、33……3x具备输出气体的能力，如图4所示。
步骤S32，在除分支井21外的所有其他分支井中的分支窗口处下放封隔装置6，封隔注气井11井内的介质，保证介质不进入除分支井21外的所有其他分支井中，同时将导向装置7下放至分支井21中，保证注气装置顺利下放至分支井21内。上述下放封隔装置6和导向装置7的过程可通过连续油管或定向钻设备实现，如图4所示。
步骤S33，将连续油管注气装置沿分支井21下放至待气化煤层的工作面8的注气点211处，如图4所示。
步骤S34，调整所述注气装置的工艺参数，进行逆向引火、气化通道5加工，及工作面8的注气点211的煤层气化，具体如下：
步骤S34A，依据气化区可气化煤层的厚度和储量等参数，控制注入气化剂流量、压力和氧浓度等参数；
步骤S34B，用逆向燃烧方式实现连续加工气化通道5和地下气化规模产气；
步骤S34C，随时调整注入气化剂参数，保证煤气组分和热值处于相对稳定状态；
步骤S34D，依据气化燃煤速度、煤气热值和组分及可气化煤层储量情况，确定预定气化位置的煤层气化工作时间；
步骤S34E，当注气点211的煤层气化结束时，控制连续油管注气装置移动至下一个注气点，如图4所示。
步骤S35，在下一个注气点212处重复步骤S34，当注气点212的煤层气化结束时，控制连续油管注气装置移支至下下一个注气点，直至移动到注气点21n并完成相应煤层的气化，此时，分支井21的煤层气化结束，如图4所示。
步骤S36，如图5所示，从所述分支井21中提出连续油管注气装置及导向装置，同时从所述羽状分支井的下一个分支井22中提出封隔装置6，采用连续油管或定向钻设备在分支井21与分支井22的分支窗口间下放封隔装置6，封隔注气井1内介质，防止介质进入分支井21中，同时在分支 井22的分支窗口处下放导向装置7，用导向装置将所述连续油管注气装置下放至分支井22内。
步骤S37，将所述连续油管注气装置下放至分支井22的气化工作面8的注气点221处，重复步骤S34，开始分支井22的相应注气点处煤层的气化过程，如图5所示。
步骤S38，当重复步骤S35～步骤S37，完成包在分支井22在内的所有m个分支井21～2m的注气点相应煤层的所化。
上述实施例的煤层气化炉，通过封隔装置对不同的分支井进行分隔控制，通过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，从而气化过程可控，避免了煤层气化过程不同气化炉之间的相互干扰，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，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。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (13)
1.一种基于分支井的煤层气化方法，其特征在于，所述方法包括：
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；
在工作状态的分支井中设置注气点；
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。
2.如权利要求1所述煤层气化方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
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。
3.如权利要求2所述煤层气化方法，其特征在于，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：
步骤S1，贯通气化通道与出气井；
在步骤S2之后还包括：
步骤S3，注气装置向所述待气化煤层区注入气化剂；
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；
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；
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；
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点；
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。
4.根据权利要求3所述的煤层气化方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求3所述的煤层气化方法，其特征在于，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。
6.根据权利要求3至5所述的煤层气化方法，其特征在于，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。
7.根据权利要求6所述的煤层气化方法，其特征在于，所述分支井平行设置，分支井之间的间距大于10米。
8.一种基于分支井的煤层气化炉，其特征在于，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，
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；
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；
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；
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；
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。
9.如权利要求8所述的煤层气化炉，其特征在于，所述煤层气化炉还包括：出气井，气化通道；
所述分支井至少具有两个，并与所述注气井相连；
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；
所述封隔装置下放至分支井的分支窗口处；
所述导向装置下放至分支井的分支窗口处。
10.根据权利要求9所述的煤层气化炉，其特征在于，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。
11.根据权利要求9所述的煤层气化炉，其特征在于，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。
12.根据权利要求9至11所述的煤层气化炉，其特征在于，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。
13.根据权利要求12所述的煤层气化炉，其特征在于，所述分支井平行设置，分支井之间的间距大于10米。
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