CN116411915A - 煤炭地下气化生产用连续管作业机及其作业方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤炭地下气化生产用连续管作业机及其作业方法和系统。该作业机包括：动力控制撬、连续管、滚筒撬、塔架、井口管串、注入头、导向器、实时监控装置、就近控制台和远程控制台；动力控制撬用于为各部件提供动力；远程控制台用于实时监测连续管、注入头和滚筒撬的工作状态以及井下温度的情况，并根据监测结果向就近控制台发送对应的控制指令；就近控制台集成于动力控制撬中，用以控制排管、起下管和悬停连续管；以及根据远程控制台的控制指令，控制动力控制撬执行控制指令对应的操作，操作包括：回拖连续管和异常工况下的注入头停机。本发明可实现设备长期不停产无人值机，降低了人力人本的同时，提高了施工的安全性和工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及气化采煤技术领域，特别涉及一种煤炭地下气化生产用连续管作业机及其作业方法和系统。
背景技术
气化采煤是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧、通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体、综合开发清洁能源与生产化工原料的新技术，是发挥我国煤炭资源丰富的优势生产清洁能源、保障能源安全的一个重要途径。
连续管技术是一项在石油天然气开发领域应用极为广泛的先进技术，连续管作业机被誉为“万能作业机”，广泛应用于油气钻井、测井、修井以及增产等作业中。传统的煤炭地下气化技术装备主要使用的是常规连续油管，存在地面装备庞大、操作复杂、移运困难、使用成本高等问题，随着连续管装备技术的不断提升与应用技术的不断成熟，采用连续管替代常规油管进行煤炭地下气化作业已成为可能。与常规油管相比，连续管作业设备最主要的优势就是其技术应用成本低廉，作业设备安装简单；全套设备相对容易实现远程自动与数字化控制，在安装和操作上更加方便快捷，可以降低时间成本。
煤炭地下气化生产是一个持续作业过程，停产重启工艺复杂、作业成本高，连续管装备若想长期不停产值机亟需技术创新；现有的连续管作业设备都面临体积庞大、运输困难、现场组装耗时很长、高成本等问题。许多国内外前期试验结果来看，很多试验项目都因气化运行控制问题导致试验终止，大多数终止原因都与设备故障、连续管毁坏和作业事故等有关，与地下气化有关的连续管装备、工具和作业工艺等技术还很不完善。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种煤炭地下气化生产用连续管作业机及其作业方法和系统。
第一方面，本发明实施例提供一种煤炭地下气化生产用连续管作业机，包括：
动力控制撬、连续管、滚筒撬、塔架、井口管串、注入头、导向器、实时监控装置、就近控制台和远程控制台；
所述动力控制撬分别与所述注入头、导向器、井口管串和滚筒撬通过多组动力管线相连，用于为所述注入头、导向器、井口管串和滚筒撬提供动力；
所述远程控制台，用于通过所述实时监控装置实时监测所述连续管、注入头和滚筒撬的工作状态以及井下温度的情况，并根据监测结果，向所述就近控制台发送对应的控制指令；
所述就近控制台集成于所述动力控制撬中，用以控制排管、起下管和悬停连续管的操作；以及根据接收到的远程控制台的控制指令，控制所述动力控制撬执行所述控制指令对应的操作，所述操作包括：回拖连续管和异常工况下的注入头停机。
所述导向器、注入头和井口管串依次连接，所述塔架用以支撑注入头；
所述滚筒撬缠绕有连续管，所述注入头用以夹持连续管，并带动连续管起下；
所述导向器，用于引导连续管平滑进入注入头的夹持机构内。
所述连续管为集束式连续管，包括：内管、外管、热电偶，热电偶自由布置在内管中，内管自由布置在外管中；内管用于通点火液，外管与内管之间的环空通氧气。
所述滚筒橇的轴两端安装有旋转接头，一端为用于供氧的旋转接头，一端为用于供点火液与测温参数传输的电液旋转接头。
所述井口管串，包括：
依次相连的防喷盒、防喷管、悬挂举升装置、液控操作窗和防喷器；
所述防喷管和防喷盒采用由壬连接；
所述防喷管下端通过转换接头与所述悬挂举升装置相连；
转换接头与悬挂举升装置之间通过法兰连接；
所述悬挂举升装置，用于所述注入头处于检修状态时，悬挂所述连续管或实施间断性举升操作。
所述就近控制台，具体用于若判断动力控制撬中的蓄能器组压力大于预设的第一压力值，控制注入头夹紧所述连续管，或控制悬挂举升装置中的悬挂液压缸夹紧所述连续管；若所述蓄能器组压力小于预设的第一压力值，则启动电机和油泵进行补压，直至蓄能器组压力大于第二压力值，控制所述电机和油泵停止；所述第二压力值大于第一压力值。
所述液控操作窗，可打开或关闭，在打开状态，用以提供安装气化工具的窗口。
所述远程控制台，具体用于若监测到连续管连接的喷嘴的温度超过预设的第一温度阈值，向所述就近控制台发出回拖连续管的指令，以及在喷嘴温度降低至第二温度阈值时，向所述就近控制台发送停止回拖的指令；所述第二温度阈值小于第一温度阈值；
所述就近控制台，具体用于根据所述回拖连续管的指令，启动回管的操作，以及根据所述停止回拖指令，停止回管的操作。
第二方面，本发明实施例提供一种使用如前述煤炭地下气化生产用连续管作业机进行煤炭地下气化生产的方法，包括：
通过手动操作或自动下管操作，将连续管下入到井下煤层的指定位置；利用连续管进行煤炭地下气化生产直至消耗完井下煤炭。
若所述远程控制台若监测到连续管连接的喷嘴的温度超过预设的第一温度阈值，则向所述就近控制台发出回拖连续管的指令，以及在喷嘴温度降低至第二温度阈值时，向所述就近控制台发送停止回拖的指令；所述第二温度阈值小于第一温度阈值；
就近控制台根据所述回拖连续管的指令，启动回管的操作，以及根据所述停止回拖指令，停止回管的操作。
若远程控制台监测所述连续管遇阻或遇卡，则通过就近控制台控制所述动力控制撬以使得所述注入头停机。
若所述注入头需检修，则通过所述就近控制台控制悬挂举升装置中的悬挂液压缸夹紧所述连续管，并停止动力控制撬中的电机和油泵，以悬停所述连续管。
前述煤炭地下气化生产的方法，还包括：对蓄能器组的压力进行监控，若所述蓄能器组压力小于预设的第一压力值，则启动电机和油泵进行补压，直至蓄能器组压力大于第二压力值，控制所述电机和油泵停止；所述第二压力值大于第一压力值。
所述通过手动操作或自动下管操作，将连续管下入到井下煤层的指定位置之前，还包括：
将连续管从滚筒撬穿过导向器、注入头、防喷盒、防喷管、悬挂举升装置至液控操作窗的操作窗口；
关闭防喷器，打开液控工作窗，安装气化采煤工艺所需的工具并与连续管连接；
关闭液控工作窗，打开防喷器，检查整个井口控制系统的气密封。
第三方面，本发明实施例提供一种煤炭地下气化生产系统，所述系统包含多个如前述的煤炭地下气化生产用连续管作业机；且多个所述煤炭地下气化生产用连续管作业机共用动力控制撬和远程控制台。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的上述煤炭地下气化生产用连续管作业机及其作业方法和系统，通过远程控制台可实现对连续管作业机的自动控制，根据监测到处于井底的喷头温度，当喷头温度过高时，可控制回拖连续管，并可实现在异常工况下控制注入头停机，以及必要时悬停连续管，以实现设备长期不停产无人值机，降低了人力人本的同时，提高了施工的安全性和工作效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中煤炭地下气化生产用连续管作业机的结构图；
图2为本发明实施例中回拖连续管的控制流程图；
图3为本发明实施例中井口管串的结构示意图；
图4A和图4B为本发明实施例中连续管悬停的控制流程图；
图5为本发明实施例提供的一个实例中煤炭地下气化生产用连续管作业机的操作和控制过程的流程图；
图6为本发明实施例中自动起下管的流程图；
附图标记说明：
1-动力控制橇，2-滚筒橇，3-连续管，4-导向器，5-注入头，6-井口管串，61-防喷盒，62-防喷管，63-悬挂举升装置，64-液控操作窗，65-防喷器，7-塔架；8-远程控制台。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供的一种煤炭地下气化生产用连续管作业机，参照图1所示，该连续管作业机包括：
动力控制撬1、连续管3、滚筒撬2、塔架7、井口串6、注入头5、导向器4、实时监控装置(图中未示意出)、就近控制台(图中未示意出)和远程控制台8；其中：
动力控制撬1分别与所述注入头5、导向器4、井口管串6和滚筒撬2通过多组动力管线相连，用于为注入头5、导向器4、井口管串6和滚筒撬2提供动力；
远程控制台8，用于通过实时监控装置实时监测所述连续管3、注入头5和滚筒撬2的工作状态以及井下温度的情况，并根据监测结果，向所述就近控制台发送对应的控制指令；
就近控制台可集成于所述动力控制撬1中，用以控制排管、起下管和悬停连续管3的操作；以及根据接收到远程控制台8的控制指令，控制所述动力控制撬1执行控制指令对应的操作，这些操作例如可包括：回拖连续管3和异常工况下的注入头5停机等。
考虑到移运不频繁，本发明实施例提供的煤炭地下气化生产用连续管作业机，采用橇装式结构，主要由动力控制橇1、滚筒橇2、塔架7、井口管串6、注入头5、导向器4、就近控制台与远程控制台8组成，整套装置采用电液比例控制驱动，可实现就近控制，也可进行远程控制。
导向器4、注入头5和井口管串6依次连接，塔架7用以支撑注入头5；
滚筒撬2缠绕有连续管3，注入头5用以夹持连续管3，并带动连续管3起下；
导向器4，用于引导连续管3平滑进入注入头5的夹持机构内。
其中，动力控制撬1、滚筒撬2、塔架7、井口管串6、注入头5和导向器4的结构可参照现有技术，例如滚筒撬2的结构可参照CN201921329315.5一种气化采煤集束连续管滚筒装置，塔架7的结构可参照CN201710523309.2塔架，井口管串6的结构可参照CN201821756918.9用于煤炭地下气化工艺的井口控制系统，导向器4的结构可参照CN201711042908.9连续管注入头移动装置。
塔架7顶部安装有注入头5，塔架7用于支撑注入头5，为便于对中井口，塔架7上设置有机械调节装置，可实现注入头5前后、左右四个方向调节。根据注入井井口高度与井口管串6长度，例如可采用插销式结构对塔架高度进行粗调，通过塔架7下端的丝杆结构对塔架高度进行微调，保证井口高度方向连接合适。
另外，上述塔架7采用了机械式的调整方法，本发明实施例中，也可采用液压形式全自动结构形式进行调整，本发明实施例对此不做限定。
连续管3例如可以为集束式连续管，采用316L或2205不锈钢材质。结构上来说，集束式连续管3可包含内管、外管、热电偶；其中，热电偶自由布置在内管中，内管自由布置在外管中。其中内管用于通点火液，外管与内管之间的环空通氧气。为了保证作业安全，连续管3通道进行脱脂处理。
滚筒橇2的轴两端安装有旋转接头，一端为用于供氧的旋转接头，一端为用于供点火液与测温参数传输的电液旋转接头。
动力控制橇1与注入头5、导向器4、井口管串6、滚筒橇2分别通过多组动力管线相连，通过电机驱动油泵为注入头5、导向器4、井口管串6和滚筒撬2提供动力以控制它们动作。
动力控制橇1可为多个井口的滚筒橇2、注入头5等提供动力，通过动力控制橇1上的手柄进行切换。
为适应工作环境的需要，动力控制橇1还可设置有保温层。
远程控制台8可集成于中央控制室内，实现紧急情况下手动操作与自动回拖控制，因为远离作业现场，在实现连续管作业机进行控制的同时，一定程度上保障了操作者的安全。
远程控制台8，通过多组实时监测装置(温度、载荷等)实时监测注入头5、滚筒撬2的工作状态以及井下温度等，根据监测状态情况对实现连续管3回拖等相关动作。
进一步地，前述远程控制台8，具体用于若根据监测到的连续管3运行遇阻或遇卡，向就近控制台发送注入头5停机的指令；
相应地，就近控制台，具体用于根据所述注入头5停机的指令，主动卸压停机。
本发明实施例中，通过远程控制台实时预判和识别，可在连续管运行遇阻/卡发生后及时停止注入头，杜绝连续管被挤毁/拉断的风险；转变连续管遇阻/卡后注入头被动憋压停机的控制模式，通过计算机程序实现进行自动控制，实施注入头异常工况下主动卸压停机的流程，提高注入头的安全性和可靠性；规避了人工长时间操控疲劳或注意力不集中可能导致的连续管被损毁的弊端，解放人力的同时降低了施工风险。
进一步地，远程控制台8具体用于若监测到连续管连接的喷嘴的温度超过预设的第一温度阈值，向就近控制台发出回拖连续管的指令，以及在喷嘴温度降低至第二温度阈值时，向就近控制台发送停止回拖的指令；第二温度阈值小于第一温度阈值；
就近控制台，具体用于根据回拖连续管的指令，启动回管的操作，以及根据停止回拖指令，停止回管的操作。
通过实时监测井下温度，实现高温预警对连续管快速拖动响应，避免高温下烧毁连续管。
通过多个井口共用动力控制橇与远程控制台，提高动力控制橇的利用率，利用远程控制台实现集中控制，节省人员，降低产业化运行成本。
以一个流程图为例，如图2所示，若判断喷嘴温度大于等于T1，则启动动力撬1中的电机，若喷嘴温度继续升高，大于等于T2时，执行报警和启动油泵以执行起管操作，若60s后喷嘴温度小于T2，且继续降至T1时，油泵停止工作，且电机也停止工作，停止回拖连续管的操作，其中，T1小于T2。
参照图3所示，井口管串6，包含依次相连的防喷盒61、防喷管62、悬挂举升装置63、液控操作窗64和防喷器65；
注入头5下端安装防喷盒61，防喷盒61用于密封井内压力，实现工作过程中的动密封。
防喷盒61下端安装有防喷管62，防喷管62长度根据工具串长度确定，用于安装工具串过程中工具串存放至防喷管62内，防喷管62与防喷盒61之间采用由壬连接。
防喷管62下端安装有转换接头，转换接头与悬挂举升装置63相连，转换接头与悬挂举升装置63之间采用法兰连接。悬挂举升装置63与注入头5之间协同控制，当连续管3正常起下时，采用注入头5夹持机构对连续管3提供长距离可靠夹持。当注入头5需检修时，悬挂举升装置63作为应急部件，用来悬挂连续管或者实施间断性举升动作。
悬挂举升装置63中包含悬挂液压缸，其结构可参照现有技术，例如可参照CN202010249096.0连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法，本发明实施例中，注入头5与悬挂举升装置63的协同控制可实现长期不停产无人值机，提高连续管作业机的自动化和工作效率。
悬挂举升装置63可实现悬挂与举升功能。注入头5不工作时，采用悬挂功能悬挂连续管，其举升顺序动作依次为：举升卡瓦油缸关闭、悬挂卡瓦油缸打开、举升油缸上行、悬挂卡瓦油缸关闭、举升卡瓦油缸打开和举升油缸下行。
悬挂举升装置63下端安装有液控操作窗64，通过液压控制，打开和关闭液控操作窗64，液控操作窗64打开后，可通过液控操作窗64的窗口安装相应的气化工具，安装完毕后通过液压控制关闭液控操作窗64。液控操作窗64可满足气化工具的拆卸的需求。
液控操作窗64下方安装有防喷器65，防喷器65下端与井口配合，防喷器65用于控制生产和操作过程中各种流体反向溢流和井喷，在必要时能剪断连续管并进行封井，进一步保护地面设备及操作人员的人身安全。
就近控制台，具体用于若判断动力控制撬1中的蓄能器组压力大于预设的第一压力值，控制注入头5夹紧所述连续管，或控制悬挂举升装置63中的悬挂液压缸夹紧所述连续管；若蓄能器组压力小于预设的第一压力值，则启动电机和油泵进行补压，直至蓄能器组压力大于第二压力值，控制电机和油泵停止；第二压力值大于第一压力值。
举例来说，一个控制注入头5长时间悬停的流程例子，可参照图4A所示，若判断蓄能器组的压力大于等于18Mpa，则控制注入头5的夹持机构夹紧，注入头5的链条张紧，以紧紧夹持连续管，若蓄能器组的压力小于18Mpa，则启动电机和油泵，为蓄能器组补压，直至蓄能器组的压力大于等于21Mpa，此时，控制动力撬中泵组卸荷，电机和油泵停止。
举例来说，一个使用悬挂举升装置63实现悬停的流程例子，可参照图4B所示，若判断蓄能器组的压力大于等于18Mpa，则控制悬挂举升装置63中的悬挂液压缸夹紧连续管；若蓄能器组的压力小于18Mpa，则启动电机和油泵，为蓄能器组补压，直至蓄能器组的压力大于等于21Mpa，此时，控制动力撬中泵组卸荷，电机和油泵停止。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种煤炭地下气化生产的方法及煤炭地下气化生产系统，由于这些方法和系统所解决问题的原理与前述煤炭地下气化生产用连续管作业机相似，因此该方法和系统的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供一种使用前述煤炭地下气化生产用连续管作业机进行煤炭地下气化生产的方法，包括下述步骤：
通过手动操作或自动下管操作，将连续管下入到井下煤层的指定位置；利用连续管进行煤炭地下气化生产直至消耗完井下煤炭。
进一步地，如果在连续管作业机进行煤炭地下气化生产过程中，若远程控制台若监测到连续管连接的喷嘴的温度超过预设的第一温度阈值，则向所述就近控制台发出回拖连续管的指令，以及在喷嘴温度降低至第二温度阈值时，向所述就近控制台发送停止回拖的指令；所述第二温度阈值小于第一温度阈值；
就近控制台根据所述回拖连续管的指令，启动回管的操作，以及根据所述停止回拖指令，停止回管的操作。
进一步地，如果在连续管作业机进行煤炭地下气化生产过程中，若远程控制台监测所述连续管遇阻或遇卡，则通过就近控制台控制所述动力控制撬以使得所述注入头停机。
进一步地，如果在连续管作业机进行煤炭地下气化生产过程中，若所述注入头需检修，则通过所述就近控制台控制悬挂举升装置中的悬挂液压缸夹紧所述连续管，并停止动力控制撬中的电机和油泵，以悬停所述连续管。
进一步地，在连续管作业机进行煤炭地下气化生产过程中，还需要对动力撬中的蓄能器组的压力进行监控，若所述蓄能器组压力小于预设的第一压力值，则启动电机和油泵进行补压，直至蓄能器组压力大于第二压力值，控制所述电机和油泵停止；所述第二压力值大于第一压力值。
以一个具体的实例进行说明，参照图5所示，该实例中，该煤炭地下气化生产用连续管作业机的操作和控制过程如下：
S51、连续管从滚筒撬穿过导向器、注入头、防喷盒、防喷管、悬挂举升装置至液控操作窗操作窗口；
S52、关闭防喷器，打开液控工作窗，安装气化采煤工艺所需的工具并与连续管连接。
S53、关闭液控工作窗，打开防喷器，检查整个井口控制系统的气密封；
S54、通过人工手动操作或自动下管操作，将连续管下入到地下煤层指定位置；
S55、将远程控制台设置在自动模式上，通过实时监测系统监测井下温度，判断连续管是否需回撤，实现自动反拖控制流程；
S56、注入头需检修时，将控制台内的旋钮旋至悬挂举升位，通过悬挂液压缸夹紧连续管，如遇紧急情况需提升连续管，依次人工操作控制台内手柄，举升连续管顺序为：举升顺序动作依次为举升卡瓦油缸关闭、悬挂卡瓦油缸打开、举升油缸上行、悬挂卡瓦油缸关闭、举升卡瓦油缸打开、举升油缸下行。反复动作将连续管举升至安全位置。
S57、通过重复S54和S55步骤进行连续稳定的煤炭地下气化生产直至消耗注入井内所有煤炭。
将连续管下放到指定位置后，保持根据载荷情况设定的注入头上、中、下夹紧压力、链条张紧压力、防喷盒压紧压力，且对蓄能器压力进行实时监控并进行补压，并监测井底温度，并根据井底温度判断是否需要实施自动回拖连续管动作。
预先设定回拖预警温度T1和回拖动作温度T2，其中，T1＝200℃(可调整)；T2＝300℃(可调整)，当喷嘴温度达到200℃时，电机依次启动，如果喷嘴温度持续上升，达到300℃时，泵间隔1s依次加压，之后以5m/min回拖速度执行回拖，回拖时间60s，然后检测喷嘴温度，如果温度降至T1以下，泵卸荷，电机停止。
该实例中，自动起下管的流程可参照图6所示，在依次检查完注入头夹紧压力、链条张紧压力和防喷盒压力，油箱温度，蓄能器组压力合格后，启动动力撬中的泵组(分别为注入头、滚筒撬和其他部件提供动力)，同时监测喷嘴温度，若喷嘴温度大于400℃，则报警，并且执行自动起管的操作，包括滚筒撬压力调整0Mpa，滚筒撬刹车刹死，注入头刹车切换至手动位置，待起管结束，滚筒撬速度调至0。此期间，也可以人工操作控制起下管及速度，待喷嘴温度降至300℃以下，则控制为滚筒撬和注入头提供动力的泵组停止工作。
本发明实施例提供的上述煤炭地下气化生产用连续管作业机及其作业方法和系统，通过远程控制台可实现对连续管作业机的自动控制，根据监测到处于井底的喷头温度，当喷头温度过高时，可控制回拖连续管，并可实现在异常工况下控制注入头停机，以及必要时悬停连续管，以实现设备长期不停产无人值机，降低了人力人本的同时，提高了施工的安全性和工作效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，包括：
动力控制撬、连续管、滚筒撬、塔架、井口管串、注入头、导向器、实时监控装置、就近控制台和远程控制台；
所述动力控制撬分别与所述注入头、导向器、井口管串和滚筒撬通过多组动力管线相连，用于为所述注入头、导向器、井口管串和滚筒撬提供动力；
所述远程控制台，用于通过所述实时监控装置实时监测所述连续管、注入头和滚筒撬的工作状态以及井下温度的情况，并根据监测结果，向所述就近控制台发送对应的控制指令；
所述就近控制台集成于所述动力控制撬中，用以控制排管、起下管和悬停连续管的操作；以及根据接收到的远程控制台的控制指令，控制所述动力控制撬执行所述控制指令对应的操作，所述操作包括：回拖连续管和异常工况下的注入头停机。
2.如权利要求1所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，包括：
所述导向器、注入头和井口管串依次连接，所述塔架用以支撑注入头；
所述滚筒撬缠绕有连续管，所述注入头用以夹持连续管，并带动连续管起下；
所述导向器，用于引导连续管平滑进入注入头的夹持机构内。
3.如权利要求2所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，所述连续管为集束式连续管，包括：内管、外管、热电偶；所述热电偶自由布置在内管中，所述内管自由布置在外管中；所述内管用于通点火液，所述外管与所述内管之间的环空通氧气。
4.如权利要求2所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，所述滚筒橇的轴两端安装有旋转接头，一端为用于供氧的旋转接头，一端为用于供点火液与测温参数传输的电液旋转接头。
5.如权利要求1所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，所述井口管串，包括：
依次相连的防喷盒、防喷管、悬挂举升装置、液控操作窗和防喷器；其中：
所述防喷管和防喷盒采用由壬连接；
所述防喷管下端通过转换接头与所述悬挂举升装置相连；所述转换接头与悬挂举升装置之间通过法兰连接；
所述悬挂举升装置，用于所述注入头处于检修状态时，悬挂所述连续管或实施间断性举升操作。
6.如权利要求5所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，所述就近控制台，具体用于若判断动力控制撬中的蓄能器组压力大于预设的第一压力值，控制注入头夹紧所述连续管，或控制悬挂举升装置中的悬挂液压缸夹紧所述连续管；若所述蓄能器组压力小于预设的第一压力值，则启动电机和油泵进行补压，直至蓄能器组压力大于第二压力值，控制所述电机和油泵停止；所述第二压力值大于第一压力值。
7.如权利要求5所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，所述液控操作窗，可打开或关闭，在打开状态，用以提供安装气化工具的窗口。
8.如权利要求1所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，其特征在于，所述远程控制台，具体用于若监测到连续管连接的喷嘴的温度超过预设的第一温度阈值，向所述就近控制台发出回拖连续管的指令，以及在喷嘴温度降低至第二温度阈值时，向所述就近控制台发送停止回拖的指令；所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值；
所述就近控制台，具体用于根据所述回拖连续管的指令，启动回管的操作，以及根据所述停止回拖指令，停止回管的操作。
9.一种使用如权利要求1-8任一项所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机进行煤炭地下气化生产的方法，其特征在于，包括：
通过手动操作或自动下管操作，将连续管下入到井下煤层的指定位置；
利用连续管进行煤炭地下气化生产直至消耗完井下煤炭。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，若所述远程控制台若监测到连续管连接的喷嘴的温度超过预设的第一温度阈值，则向所述就近控制台发出回拖连续管的指令，以及在喷嘴温度降低至第二温度阈值时，向所述就近控制台发送停止回拖的指令；所述第二温度阈值小于第一温度阈值；
就近控制台根据所述回拖连续管的指令，启动回管的操作，以及根据所述停止回拖指令，停止回管的操作。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，若远程控制台监测所述连续管遇阻或遇卡，则通过就近控制台控制所述动力控制撬以使得所述注入头停机。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，若所述注入头需检修，则通过所述就近控制台控制悬挂举升装置中的悬挂液压缸夹紧所述连续管，并停止动力控制撬中的电机和油泵，以悬停所述连续管。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：对蓄能器组的压力进行监控，若所述蓄能器组压力小于预设的第一压力值，则启动电机和油泵进行补压，直至蓄能器组压力大于第二压力值，控制所述电机和油泵停止；所述第二压力值大于第一压力值。
14.如权利要求9-13任一项所述的方法，所述通过手动操作或自动下管操作，将连续管下入到井下煤层的指定位置之前，还包括：
将连续管从滚筒撬穿过导向器、注入头、防喷盒、防喷管、悬挂举升装置至液控操作窗的操作窗口；
关闭防喷器，打开液控工作窗，安装气化采煤工艺所需的工具并与连续管连接；
关闭液控工作窗，打开防喷器，检查整个井口控制系统的气密封。
15.一种煤炭地下气化生产系统，其特征在于，所述系统包含多个如权利要求1-8任一项所述的煤炭地下气化生产用连续管作业机，且多个所述煤炭地下气化生产用连续管作业机共用动力控制撬和远程控制台。
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