RU2066748C1 - Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта - Google Patents
Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066748C1 RU2066748C1 RU93014894A RU93014894A RU2066748C1 RU 2066748 C1 RU2066748 C1 RU 2066748C1 RU 93014894 A RU93014894 A RU 93014894A RU 93014894 A RU93014894 A RU 93014894A RU 2066748 C1 RU2066748 C1 RU 2066748C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- wells
- gasification
- suction
- coal seam
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области подземной газификации угольных пластов. Способ включает нагнетание в реакционный канал через дутьевые скважины окислителя и отсос из канала продуктов газификации через газоотводящие скважины. Отличием изобретения является то, что устанавливают соотношение между суммарными сечениями газоотводящих и дутьевых скважин в пределах 1-4 путем увеличения количества газоотводящих скважин или их диаметра. По мере выгазовывания угольного пласта это соотношение, а также количество нагнетаемого дутья и мощность устанавливаемых дымососов увеличивают. 4 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к области подземной газификации угольных пластов, в первую очередь, к отработке этим методом оставленных запасов угольных шахт.
Широко известен нагнетательный способ подземной газификации угля (ПГУ), заключающийся в бурении дутьевых и газоотводящих скважин на угольный пласт, соединении их между собой реакционным каналом, нагнетании окислителя к огневому забою и извлечении под давлением продуктов газификации угля [1, 2]
Известен также способ нагнетательно-отсосной газификации пласта, заключающийся в нагнетании в реакционный канал окислителя, отсосе из этого канала продуктов газификации через газоотводящую скважину [3]
Устройство тракта газоотводящей скважины, выбранного в качестве прототипа заявляемому устройству, содержат на выходном коллекторе либо струйный эжектор, либо теплообменник и дымосос [3]
Недостатки известного способа и устройства (тракта газоотводящей скважины) заключаются в отсутствии оптимизирующих технологических и конструктивных параметров, минимизирующих потери дутья и газа из реакционного канала подземного газогенератора. Поддержание соотношения между расходами отсасываемого газа и нагнетаемого воздуха [3] происходит естественно и без активного вмешательства эксплуатационника. Поэтому снижение потерь дутья и газа осуществляется только за счет установки в тракте газоотводящей скважины дымососа. Установка на выходе из газоотводящей скважины теплообменника (для снижения температуры газа перед входом его в дымосос) снижает эффективность отсоса газа, что обусловлено дополнительными гидравлическими потерями, а следовательно, приводит к более высокому давлению в подземном газогенераторе. Последнее вызывает более высокий уровень потерь газа.
Известен также способ нагнетательно-отсосной газификации пласта, заключающийся в нагнетании в реакционный канал окислителя, отсосе из этого канала продуктов газификации через газоотводящую скважину [3]
Устройство тракта газоотводящей скважины, выбранного в качестве прототипа заявляемому устройству, содержат на выходном коллекторе либо струйный эжектор, либо теплообменник и дымосос [3]
Недостатки известного способа и устройства (тракта газоотводящей скважины) заключаются в отсутствии оптимизирующих технологических и конструктивных параметров, минимизирующих потери дутья и газа из реакционного канала подземного газогенератора. Поддержание соотношения между расходами отсасываемого газа и нагнетаемого воздуха [3] происходит естественно и без активного вмешательства эксплуатационника. Поэтому снижение потерь дутья и газа осуществляется только за счет установки в тракте газоотводящей скважины дымососа. Установка на выходе из газоотводящей скважины теплообменника (для снижения температуры газа перед входом его в дымосос) снижает эффективность отсоса газа, что обусловлено дополнительными гидравлическими потерями, а следовательно, приводит к более высокому давлению в подземном газогенераторе. Последнее вызывает более высокий уровень потерь газа.
Цель изобретения состоит в повышении эффективности нагнетательно-отсосной подземной газификации угля путем минимизации давления в реакционном канале.
Поставленная цель достигается тем, что в способе нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта, включающем нагнетание в реакционный канал окислителя (дутья) и отсос из него продуктов газификации (газа) через газоотводящую скважину, устанавливают соотношение между суммарными сечениями газоотводящих и нагнетательных дутьевых скважин в пределах 1-4 путем включения дополнительных газоотводящих скважин или увеличения их диаметра, причем увеличивают это соотношение, количество нагнетаемого дутья и мощность установленных дымососов по мере выгазовывания угольного пласта. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта, содержащем подземный газогенератор с дутьевыми и газоотводящими скважинами, а также теплообменник и дымосос в конце тракта газоотводящих скважин, согласно изобретению, теплообменник выполняют встроенным в затрубное пространство газоотводящей скважины.
Вынесение теплообменника за пределы тракта газоотвода и выполнение его встроенным в затрубное пространство газоотводящей скважины обеспечивают, согласно способу, минимальные гидравлические потери в упомянутом тракте, а, следовательно, минимальное давление в реакционном канале. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения (способ и устройство) связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены. Они вполне обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".
Пример осуществления способа.
На Южно-Абинской ст. "Подземгаз" на отработанном газогенераторе был сооружен опытный модуль согласно заявляемому изобретения. На оставленный предохранительный целик длиной по падению 70-90 м была пробурена одна дутьевая скважина 6200 мм и несколько газоотводящих скважин 200, 250 и 350 мм. На фиг. 1 заявляемое изобретение представлено схематично. Согласно имеющемуся набору газоотводящих скважин представилось возможным осуществлять следующие соотношения суммарных сечений газоотводящих скважин к сечению дутьевой скважины:
На фиг. 1 изображен в плоскости пласта опытный модуль; на фиг.2 и 3 - графическое изображение экспериментальных данных; на фиг.4 схематично устройство газоотводящей скважины согласно изобретению.2 На опытном модуле (фиг. 1) в дутьевую скважину 1 подавалось воздушное дутье от компрессора. Газоотводящие скважины 2 соединялись на поверхности через панельный газопровод с дымососами. Реализованная нагнетательно-отсосная подземная газификация угольного пласта на опытном модуле позволила определить оптимальные режимные параметры, обеспечивающие минимальное давление в подземном газогенераторе, а следовательно, минимальные потери из него газообразных продуктов газификации.
На фиг. 1 изображен в плоскости пласта опытный модуль; на фиг.2 и 3 - графическое изображение экспериментальных данных; на фиг.4 схематично устройство газоотводящей скважины согласно изобретению.2 На опытном модуле (фиг. 1) в дутьевую скважину 1 подавалось воздушное дутье от компрессора. Газоотводящие скважины 2 соединялись на поверхности через панельный газопровод с дымососами. Реализованная нагнетательно-отсосная подземная газификация угольного пласта на опытном модуле позволила определить оптимальные режимные параметры, обеспечивающие минимальное давление в подземном газогенераторе, а следовательно, минимальные потери из него газообразных продуктов газификации.
На фиг.2 представлены полученные на опытном модуле экспериментальные данные. Согласно этим данным оптимальным соотношением между суммарным сечением газоотводящих скважин и сечением нагнетательной скважины является величина от 1 до 4. При упомянутом соотношении меньше 1 утечка газа резко возрастают из-за чрезмерно высокого давления в газогенераторе. С ростом соотношения более 4 утечки снижаются незначительно, поэтому затраты на бурение дополнительных скважин или увеличения их диаметра не компенсируются снижением потерь газа. Характерно, чем интенсивней осуществляется процесс газификации (увеличение количества нагнетаемого воздуха и извлекаемого дымососом газа), тем эффективней он становится (снижается относительные утечки газа). Экспеpиментально было показано, что энергетическая эффективность способа в этом случае возрастала, т. к. возрастала разность энергии между ее приростом за счет снижения давления нагнетания дутья и сокращения потерь газа, с одной стороны, и затратами электроэнергии на дымососы, с другой стороны.
С увеличением степени выгазовывания угольного пласта утечки газа возрастают (фиг. 3). Поэтому согласно экспериментальным данным (фиг.2 и 3) для оптимизации заявляемого способа необходимо увеличивать проходное сечение газоотводящих скважин (увеличить соотношение D /D ), а также количество нагнетаемого дутья и отсасываемого газа. Последнее требует установки дополнительных дымососов. В эксперименте была уже достигнута степень выгазовывания 35% однако, экстраполяция опытных данных убедительно подтверждает необходимость интенсификации процесса по мере дальнейшего выгазовывания
угольного пласта.
угольного пласта.
По мере выгазования угольного пласта, то есть уменьшения длины целика, соотношение между длиной целика и диаметром газоотводящей скважины должно находиться в пределах 250-285.
Основным элементом подземного газогенератора согласно заявляемому изобретению является газоотводящая скважина. Охлаждение газа в последней осуществлялось либо впрыском воды непосредственно в газоотводящую скважину [1,2] либо путем установки в тракте газоотводящей скважины вынесенного теплообменника [3] В обоих вариантах охлаждение газа обуславливает дополнительное гидравлическое сопротивление в тракте газоотвода, а следовательно, снижение эффективности работы дымососа, приводящее к росту давления в подземном газогенераторе и утечке газа из него. Согласно заявляемому изобретению, схематично представленному на фиг. 4, теплообменник 1 встраивается в затрубное пространство газоотводящей скважины. Вода по трубке 2 подается вниз кольцевого теплообменника, горячий газ бесконтактно охлаждается в трубе 3, при этом канал газоотводящей скважины имеет минимальное гидравлическое сопротивление. Это обеспечивает высокую эффективность нагнетательно-отсосной технологии согласно заявляемому изобретению.
Использование предлагаемого способа нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта позволяет, в первую очередь, разрабатывать оставленные целики угля отработанных шахт. Обычная нагнетательная подземная газификация угля в этих условиях не применима из-за утечки газа и опасности дегерметизации подземного газогенератора. Заявляемое изобретение позволит вполне эффективным и безопасным методом разрабатывать упомянутые целики угля, которых только в Российской Федерации ежегодно остается 10-15% от добываемого угля. Это позволит внести существенный вклад в топливный баланс отдельных регионов страны, что поможет снизить энергетический дефицит в них.
Claims (1)
- Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта, заключающийся в нагнетании в реакционный канал через дутьевые скважины окислителя и отсоса из него продуктов газификации через газоотводящие скважины, отличающийся тем, что устанавливают соотношение между суммарными сечениями газоотводящих и дутьевых скважин в пределах 1 4 путем увеличения количества газоотводящих скважин или их диаметра, при этом по мере выгазовывания угольного пласта это соотношение и количество нагнетаемого окислителя и мощность устанавливаемых дымососов увеличивают.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93014894A RU2066748C1 (ru) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93014894A RU2066748C1 (ru) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2066748C1 true RU2066748C1 (ru) | 1996-09-20 |
RU93014894A RU93014894A (ru) | 1996-10-27 |
Family
ID=20139008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93014894A RU2066748C1 (ru) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066748C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522785C1 (ru) * | 2012-10-26 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Способ подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля |
-
1993
- 1993-03-11 RU RU93014894A patent/RU2066748C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Скафа П.В. Подземная газификация углей. М.: Госгортехиздат, 1960, с.178-192. 2. Крейнин Е.В. и др. Подземная газификация угольных пластов, М.: Недра, 1982, с.151. 3. Авторское свидетельство СССР N 61941, кл. E 21B 43/295, опублик.1965. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522785C1 (ru) * | 2012-10-26 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Способ подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN205618138U (zh) | 双管负压排水采气设备 | |
RU2441980C2 (ru) | Способ технологии управляемой подземной газификации угля | |
WO1998013579A2 (en) | Oil separation and pumping systems | |
RU2066748C1 (ru) | Способ нагнетательно-отсосной подземной газификации угольного пласта | |
CN111894656A (zh) | 单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法 | |
CN113153296A (zh) | 一种水力割缝与热冷循环冲击联动石门揭煤的方法 | |
CN114293963B (zh) | 井下瓦斯抽采利用并回注煤层增透的闭环系统及工作方法 | |
EP1445420A2 (en) | Oil separation and pumping systems | |
WO2022157616A1 (en) | Gas storage apparatus and method | |
CN107355203A (zh) | 煤层气井闭式间歇气举排水工艺 | |
RU2642192C2 (ru) | Забойное вставное инжекторное устройство | |
CN113356917A (zh) | 一种长距离独头掘进巷道的回风装置及其回风方法 | |
CN208702385U (zh) | 一种用于天然气开采的排水采气装置 | |
CN205955771U (zh) | 一种矿井组合式排水排污系统 | |
CN116398106B (zh) | 页岩储层原位解析甲烷高效利用及多级聚能燃爆压裂方法 | |
SU1469177A1 (ru) | Способ кондиционировани воздуха в выработках выемочного участка глубокой шахты | |
CN220337683U (zh) | 一种用于巷道预排瓦斯的防堵塞抽采装置 | |
CN114440718B (zh) | 基于液体炸药的深孔爆破残爆处理方法 | |
RU2756594C1 (ru) | Способ дегазации угольного пласта | |
CN219888095U (zh) | 煤矿采空区瓦斯抽排系统 | |
CN215672318U (zh) | 深部长距离独头巷道掘进接力通风降温系统 | |
RU2661958C1 (ru) | Способ подземно-поверхностной разработки месторождений высоковязкой нефти при проходке горных выработок и устройство микротоннеля для его реализации | |
US4502535A (en) | Jet engine pump and downhole heater | |
SU866222A1 (ru) | Способ вентил ции шахты | |
SU1046543A1 (ru) | Способ дегазации выработанного пространства при столбовой системе разработки |