SU1716110A1 - Method of underground gasification of combustible minerals - Google Patents

Method of underground gasification of combustible minerals Download PDF

Info

Publication number
SU1716110A1
SU1716110A1 SU894772165A SU4772165A SU1716110A1 SU 1716110 A1 SU1716110 A1 SU 1716110A1 SU 894772165 A SU894772165 A SU 894772165A SU 4772165 A SU4772165 A SU 4772165A SU 1716110 A1 SU1716110 A1 SU 1716110A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
casing
blowing
movement
reservoir
coal
Prior art date
Application number
SU894772165A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ефим Вульфович Крейнин
Original Assignee
Институт горного дела им.А.А.Скочинского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт горного дела им.А.А.Скочинского filed Critical Институт горного дела им.А.А.Скочинского
Priority to SU894772165A priority Critical patent/SU1716110A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1716110A1 publication Critical patent/SU1716110A1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Fuel Combustion (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к подземной газификации углей и м.б. использовано при разработке пластов угл , нефти и сланцев. Цель изобретени  - повышение надежности и упрощение подачи дуть  в пласт. Продуктивный пласт вскрывают скважиной. Последнюю оборудуют обсадной колонной с внутренним ставом (ВС) труб. По ВС в пласт подают кислородсодержащее дутье (Д). Периодически перемещают точку ввода Д частичным извлечением ВС и оплавлением нижней части обсадной колонны. Указанное оплавление осуществл ют.изменением направлени  перемещени  огневого забо  навстречу нагнетаемому Д. Дл  этого снижают расход Д до 50-300 м/ч при поддержании концентрации кислорода в нем 40-95%. Этот режим подачи выдерживают в течение времени т l/Voa, где I - длина частичного извлечени  ВС, м; V03 скорость перемещени  огненного забо  навстречу нагнетаемому Д. V оз 0,2- 1 м/ч. 2 ил. V/.. 5 ЁThe invention relates to the underground gasification of coal and m. used in the development of coal, oil and shale. The purpose of the invention is to increase reliability and simplify the flow of blowing into the reservoir. The reservoir is opened by a well. The latter is equipped with a casing with an internal stand (BC) pipes. Through the sun into the reservoir serves oxygen-containing blast (D). Periodically move the point of entry D partial extraction of the sun and the reflow of the lower part of the casing. This reflow is effected by changing the direction of movement of the fire intake towards the injected D. To do this, reduce the flow rate D to 50-300 m / h while maintaining the oxygen concentration in it 40-95%. This feed mode is maintained for a time t l / Voa, where I is the partial extraction length of the aircraft, m; V03 the speed of movement of the fiery ambush towards the injected D. v oz 0.2-1 m / h. 2 Il. V / .. 5 y

Description

Изобретение относитс  к подземной газификации углей и может быть использовано при разработке не только пластов угл , но и нефти, сланцев.The invention relates to the underground gasification of coal and can be used in the development of not only coal seams, but also oil, shale.

Известен способ подвода дуть  в угольный пласте помощью подвижного дутьепрово- да, опущенного в наклонно-горизонтальную1 или наклонно направленную скважину. В этом случае скважина состоит из двух частей: обсаженной и нёобсаженной. Подвижной дутье про вод перемещаетс  только на длине необсаженной части скважины в угольном пласту. По мере выгазовывани  угольного пласта подвижной дутьепровод периодически извлекаетс , чем обеспечиваетс  перенос точки подвода дуть  к раскаленной угольной поверхности.There is a method of supplying blowing in a coal seam using a movable blowing pipe lowered into an inclined-horizontal1 or directional well. In this case, the well consists of two parts: cased and uncased. The mobile blowing of the water moves only along the length of the open hole part in the coal seam. As the coal seam evaporates, the moving blast pipe is periodically removed, which ensures the transfer of the feed point to the hot coal surface.

Недостатком данного способа  вл етс  возможность защемлени  подвижного дутьепровода вследствие про влени  горного давлени  в необсаженной части скважины .The disadvantage of this method is the possibility of pinching the movable blow pipe due to the occurrence of rock pressure in the open hole part.

Известен также способ подвода дуть , при котором дутьева  скважина обсаживаетс  на всю длину, а перемещение точки подвода дуть  в угольны и пласт осуществл ют путем последовательной установки в обсадной колонне скважины герметизирующих пробок и прострела указанной колонны со стороны усть  скважины относительно каждой установленной пробки.There is also known a method for supplying blowing, in which the blow hole is cased to its full length, and the supply point is blown into coal and the formation is carried out by sequential installation of sealing plugs and a block of the said string in the well casing relative to each installed plug in the well casing string.

ОABOUT

оabout

Недостатком известного способа  вл етс  сложность его практического осуществлени , заключающа с  в периодическом чередовании операций установки пробки, прострела колонны и нагнетании дуть  во вскрытый угольный пласт.The disadvantage of this method is the complexity of its practical implementation, which consists in the periodic alternation of operations for installing the plug, shooting through the columns and forcing the blow into the open coal seam.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ подвода дуть  в угольный пласт, при котором внутренний став труб заканчиваетс  метанокислородной горел- кой и извлекаетс  по мере .необходимости прожига обсадной скважины с целью перемещени  огневого забо .The closest to the present invention is a method for supplying a blast into a coal seam, in which the internal stand of the pipes ends with a methane-oxygen burner and is removed as the casing well is burned to move the firing hole.

Недостатком этого способа  вл етс  сложность его практического осуществле- ни  и ненадежность фиксации ргневого забо  по длине скважины, так как, с одной стороны, работоспособность горелки на большой глубине (длина внутреннего става труб достигает 1000 м и более) весьма проблематична , а, с другой стороны, при подаче кислородного дуть  в скважину возможно неконтролируемое перемещение огневого забо  (очага горени ) и оплавление обсад- ной колонны в угольном пласту в направлении , противоположном движению дуть .The disadvantage of this method is the complexity of its practical implementation and the unreliability of fixing the rhnevoy downhole along the well length, since, on the one hand, the performance of the burner at a great depth (the length of the internal stand of pipes reaches 1000 m and more) is very problematic, and, on the other hand, On the other hand, with the supply of oxygen blowing into the well, uncontrolled movement of the fireplate (source of combustion) and melting of the casing string in the coal seam in the direction opposite to the movement of the blow are possible.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу подземной газификации горючих полезных ископаемых, включаю- щему вскрытие продуктивного пласта сква- жинбй, ее оборудование обсадной колонной и внутренним ставом труб и подачу кислородсодержащего дуть  в пласт по внутреннему ставу с периодическим перемещением точки ввода дуть  в пласт частичным извлечением внутреннего става и оплавлением обсадной колонны, оплавление колонны осуществл ют изменением направлени  перемещени  огневого забо  навстречу нагнетаемому дутью посредством снижени  расхода дуть  до 50-300 м /ч и использовани  при этом дуть  с концентрацией кислорода 40-95% с выдержкой указанного режима подачи дуть  в течение времени, определ емого из зависимостиThe goal is achieved by the fact that according to the method of underground gasification of combustible minerals, including the opening of a producing well, its equipment with a casing string and an internal stand of pipes and the supply of oxygen-containing to blow into the formation through the internal set with periodic displacement of the point of entry to blow into the formation partial by extracting the internal stand and melting the casing, the reflow of the column is carried out by changing the direction of movement of the fire head towards the injected air by means of ohm reducing flow blowing to 50-300 m / h and use while blowing with an oxygen concentration of 40-95% of said delayed supply blowing mode within the time defined by the dependence of

т t

та1ta1

где т- врем  выдержки подачи дуть  в режиме оплавлени  обсадной колонны, ч; where t is the dwell time of the feed blown in the casing reflow mode, h;

I - длина частичного извлечени  внутреннего става, м;I is the length of the partial extraction of the internal rod, m;

Уоз - скорость перемещени  огневого забо  навстречу нагнетаемому дутью, ,2-1,OM/4.Woz - the speed of movement of the fire in the direction towards the injected blast, 2-1, OM / 4.

Цель изобретени  - повышение надежности и упрощение подачи дуть  в пласт.The purpose of the invention is to increase reliability and simplify the flow of blowing into the reservoir.

Предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что дутье в скважину подают только через внутренний став труб иThe proposed method differs from the known one in that the blast into the well is supplied only through the internal becoming of pipes and

при этом в две последовательные стадии, в первой из которых - в количестве 50-300 м3/ч в течение времени, равном 1/У0з ч (I - длина извлеченного внутреннего става труб, ,2-1,0 - скорость перемещени  очага горени  по длине обсадной колонны, м/ч).at the same time in two successive stages, in the first of which - in the amount of 50-300 m3 / h for a time equal to 1 / У0з h (I is the length of the extracted internal stand of the pipes, 2-1.0 is the speed of movement of the combustion center along casing length, m / h).

Дутье через внутренний став труб, заканчивающийс  специальным насадком, направл ют потоком в плоскости угольного пласта.The blast through the inner tube, ending with a special nozzle, is flowed in the plane of the coal seam.

На фиг. 1 изображено устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг. 2 - оптимальность параметров первой стадии способа.FIG. 1 shows a device for carrying out the proposed method; in fig. 2 - the optimal parameters of the first stage of the method.

Скважина дл  подвода дуть  в угольный пласт содержит обсадную колонну 1, внутри которой установлен подвижной став 2 труб, заканчивающийс  направл ющим насадком 3.A well for supplying a blast into the coal seam contains a casing 1, within which a movable pipe 2 is installed, ending with a guide nozzle 3.

Предлагаемый способ подвода дуть  в угольный пласт осуществл ют следующим образом.The proposed method for supplying blowing into a coal seam is carried out as follows.

Дутье подаетс  во внутренний став 2 труб. В первой стадии (изображена на фиг.The blast is fed to the inner tube having become 2. In the first stage (shown in FIG.

1сплошной линией) нагнетаетс  умеренное количество дуть  (Оа или Оа+№). Дутье движетс  внутри скважины вдоль обсадной колонны 1 вниз в выгазованное пространство 4 подземного газогенератора. Очаг горе- ни  огневого забо  перемещаетс  навстречу этому дутью, постепенно оплавл   обсадную колонну и образу  расширенный (вместо первоначально бурового) канал 5. Тем самым образуетс  нова  реакционна  поверхность в угольном пласту. Как только оплавитс  оставша с  часть обсадной колонны 6, огневой забой строго зафиксируетс  в сечении направл ющего насадка 3, переход  к второй стадии - собственно газификации угл . Во второй стадии дутье, предпочтительно кислород или воздух, обогащенный кислородом, в смеси с перегретым вод ным паром, нагнетаетс  в скважину в больших количествах и осуществл ет интенсивное выгазовывание угольного пласта. После выгазовывани  угольного пласта по обе стороны от скважины примерно до состо ни , представленного на фиг. 1 пунктирным положением внутреннего става1) a moderate amount is blown (Oa or Oa + no). The blast moves inside the well along the casing 1 down into the gassed space 4 of the underground gas generator. The hearth of the fire pit moves towards this blast, gradually melt the casing and form an expanded (instead of the original drill) channel 5. Thus, a new reaction surface is formed in the coal seam. As soon as the remaining part of the casing 6 is melted, the firing face will be fixed in the cross section of the guide nozzle 3, the transition to the second stage - coal gasification itself. In the second stage, the blast, preferably oxygen or air enriched with oxygen, in a mixture with superheated steam, is injected into the well in large quantities and carries out intensive extraction of the coal seam. After vygazovy coal seam on both sides of the well to about the state shown in Fig. 1 dotted position of the internal position

2труб, последний извлекают на требуемую длину и вновь повтор ют первую стадию способа. Осуществл ют оплавление части обсадной колонны и перемещение очага горени  вверх по ней, образу  новую реакционную поверхность по длине бурового канала скважины, и т.д.2 tubes, the latter is removed to the desired length and the first stage of the process is repeated. Part of the casing is melted and the source of combustion is moved up along it, forming a new reaction surface along the length of the borehole channel, etc.

Экспериментально установлено, что расход нагнетаемого дуть  в первой стадии должен составл ть 50-300 м3/ч (чистого кислорода ). При этом врем  протекани  первой стадии (г) определ етс  длиной (I), на которую требуетс  переместить очаг горени  навстречу нагнетаемому дутью, и скорость 5 перемещени  очага горени  (Vos), сопровождающегос  оплавлением обсадной колонны скважины.It was established experimentally that the flow rate of the injected blowing in the first stage should be 50-300 m3 / h (pure oxygen). At the same time, the flow time of the first stage (d) is determined by the length (I) to which it is required to move the burning center towards the injected blast, and the speed 5 of moving the burning center (Vos), accompanied by the fusion of the casing of the well.

Результаты экспериментов на модели представлены на фиг. 2. В качестве дуть  10 используют технический кислород (95% 02).The results of experiments on the model are presented in FIG. 2. As the blow 10 use technical oxygen (95% 02).

На расходе кислорода 20 и 40 м/ч металлическа  колонна не оплавл лась и очаг горени  по углю не перемещалс  навстречу дутью. Это объ сн етс  тем, что на таком 15 расходе дуть  тепловой баланс в зоне очаге горени  таков, что выдел ющегос  тепла недостаточно дл  прогрева угл  перед очагом горени  до температуры воспламенени  угл . Очаг горени  не перемещаетс , 20 колонна не оплавл етс . На расходе кисло- рода 50 м3/ч очаг горени  начинает перемещатьс  (,2 м/ч), так как, выдел ющегос  .. тепла в его зоне недостаточно не только дл  оплавлени  колонны, ной дл  прогрева угл  25 перед ним до температуры воспламенени . С увеличением расхода кислорода до 300 м3/ч скорость перемещени  очага горени  возрастает. Однако при расходе кислорода 310 и 320 м2/ч очаг горени  перестает пере- 30 мещатьс , что обусловлено превышением уноса тепла из очага горени  (по направлению дуть ) над теплом, необходимым дл  оплавлени  колонны и прогрева лежащего угл . Таким образом, перемещение очага 35 горени  и оплавление колонны наблюдаетс  в интервале расхода кислорода 50-300 м3/ч.At the oxygen consumption of 20 and 40 m / h, the metal column did not melt and the center of combustion did not move along the coal towards the blast. This is due to the fact that at this 15 flow rate the heat balance in the zone of the combustion center is such that the heat generated is not enough to heat the coal before the combustion center to the coal ignition temperature. The source of combustion does not move, the 20 column does not melt. At a consumption of oxygen of 50 m3 / h, the combustion center begins to move (, 2 m / h), since the heat released in its zone is not enough not only to melt the column that warms up the coal 25 in front of it to the ignition temperature. With an increase in oxygen consumption up to 300 m3 / h, the speed of movement of the source of combustion increases. However, with oxygen consumption of 310 and 320 m2 / h, the combustion center ceases to move, due to the excess heat carried away from the combustion center (in the direction of blowing) over the heat required for the column to be melted and the underlying coal to heat up. Thus, the movement of the combustion hearth 35 and the reflow of the column are observed in the range of oxygen consumption of 50-300 m3 / h.

На воздушном дутье не удаетс  оплавг, л ть колонну и перемещать очаг горени  40 навстречу дутью. С повышением концентрации кислорода в дутье до 40% начинаетс  противоточное перемещение очага горени  и оплавление колонны.On the air blast, it is not possible to melt down the column and to move the burning center 40 towards the blast. With an increase in the oxygen concentration in the blast of up to 40%, countercurrent movement of the source of combustion and reflow of the column begins.

Измен   концентрацию кислорода в 45 дутье от 40 до 95%, а также его расход, возможно осуществление оплавлени  колонны (при противоточном перемещении очага горени ) и регулирование диаметра проработанного реакционного канала. С 50 увеличением концентрации кислорода в дутье и снижением егб расхода отмечено сокращение диаметра проработанного ре-/ акционного канала.By varying the oxygen concentration in the 45 blast from 40 to 95%, as well as its consumption, it is possible to flush the column (with countercurrent movement of the combustion chamber) and adjust the diameter of the worked up reaction channel. With a 50 increase in the oxygen concentration in the blast and a decrease in the flow rate of exchanger, a decrease in the diameter of the worked reaction / promotional channel was observed.

Во второй стадии способа дутье подают 55 на газификацию направленным (в плоскости пласта) потоком, благодар  чему достигаетс  интенсивный массо- и теплообмен между ним и реакционной поверхностью угольного пласта. Дл  такого метода подземной газификации характерна строга  фиксаци  огневого забо , высокие КПД и теплота сгорани  получаемого газа, а также высока  полнота выгазовывани  угольного пласта.In the second stage of the process, blast is fed 55 to gasify with a directional (in the plane of the formation) flow, thereby achieving an intensive mass and heat exchange between it and the reaction surface of the coal seam. For such a method of underground gasification, a strict fixation of a fire slab, high efficiency and heat of combustion of the produced gas, as well as high completeness of coal bed gasification are typical.

Использование предлагаемого способа подвода дуть  в угольный пласт по сравнению с известными обеспечивает следующие преимущества:The use of the proposed method of supplying blow to a coal seam in comparison with the known ones provides the following advantages:

использование дл  подвода дуть  в обеих стади х внутреннего подвижного става труб обеспечивает его надежность;the use of blowing for the supply in both stages of the internal rolling stock of the pipes ensures its reliability;

вследствие строгой фиксации очага горени  (огневого забо ) обеспечиваютс  высокие показатели процесса подземной газификации угл ;due to the strict fixation of the hearth of combustion (fire), high rates of underground gasification of coal are provided;

по сравнению с известными предлагаемый способ существенно проще в практической реализации.in comparison with the known, the proposed method is substantially simpler in practical implementation.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ подземной газификации горючих полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта скважиной, ее оборудование обсадной колонной и внутренним ставом труб и подачу кислородсодержащего дуть  в пласт по внутреннему ставу с периодическим перемещением точки ввода дуть  в пласт частичным извлечением внутреннего става и оплавлением обсадной колонны, отличающий с   тем, что, с целью повышени  надежности и упрощени  подачи дуть  в пласт, оплавление колонны осуществл ют изменением направлени  перемещени  огневого забо  навстречу нагнетаемому дутью посредством снижени  расхода дуть  да 50-300 м/ч и использовани  при этом дуть  с концентрацией кислорода 40-95% с выдержкой указанного режима подачи дуть  в течение времени, определ емого из зависимости IThe invention method of underground gasification of combustible minerals, including the opening of a producing formation by a well, its equipment with a casing and internal stand of pipes and the supply of oxygen-containing blow into the reservoir along the internal stand with periodic movement of the point of injection blow into the reservoir by partial extraction of the internal stand and melting of the casing, distinguishing In order to increase the reliability and simplify the flow of blowing into the reservoir, the reflow of the column is carried out by changing the direction of movement is injected toward the combustion slaughtering dutyu by reducing the flow rate and blowing 50-300 m / h and use while blowing with an oxygen concentration of 40-95% of said delayed supply blowing mode within the time defined by the dependence of I т t где т- врем  выдержки подачи дуть  в режиме оплавлени  обсадной колонны, ч;where t is the dwell time of the feed blown in the casing reflow mode, h; I - длина частичного извлечени  внутреннего става, м;I is the length of the partial extraction of the internal rod, m; V03 - скорость перемещени  огненного забо  навстречу нагнетательному дутью, ,2-1,0 м/ч.V03 is the speed of movement of the fiery nab towards the injection blast, 2-1.0 m / h. VV м/ч I.Оm / h I.O. 0,75 0.50 0,250.75 0.50 0.25 ЗВГ. м3ZVG. m3
SU894772165A 1989-12-20 1989-12-20 Method of underground gasification of combustible minerals SU1716110A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894772165A SU1716110A1 (en) 1989-12-20 1989-12-20 Method of underground gasification of combustible minerals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894772165A SU1716110A1 (en) 1989-12-20 1989-12-20 Method of underground gasification of combustible minerals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1716110A1 true SU1716110A1 (en) 1992-02-28

Family

ID=21486199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894772165A SU1716110A1 (en) 1989-12-20 1989-12-20 Method of underground gasification of combustible minerals

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1716110A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996028638A1 (en) * 1995-03-15 1996-09-19 Zhaoxi Chai A method of in-situ gasification of coal
CN101988382A (en) * 2010-08-31 2011-03-23 新奥科技发展有限公司 Movable device and method for regulating underground flow direction of gasifying agent
CN107091079A (en) * 2017-06-16 2017-08-25 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 Coal underground gasification ignition device and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US Ms 3562606, кл. 299-2,1971. Авторское свидетельство СССР Мг 925093, кл. С 10 J 5/00, 1982. Международный симпозиум по подземной газификации угл . Амстердам, окт брь, 1989, с. 64-75. % *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996028638A1 (en) * 1995-03-15 1996-09-19 Zhaoxi Chai A method of in-situ gasification of coal
CN1055332C (en) * 1995-03-15 2000-08-09 柴兆喜 Gasifying method for coal seam
CN101988382A (en) * 2010-08-31 2011-03-23 新奥科技发展有限公司 Movable device and method for regulating underground flow direction of gasifying agent
CN101988382B (en) * 2010-08-31 2014-07-16 新奥科技发展有限公司 Movable device and method for regulating underground flow direction of gasifying agent
CN107091079A (en) * 2017-06-16 2017-08-25 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 Coal underground gasification ignition device and method
CN107091079B (en) * 2017-06-16 2023-09-08 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 Underground coal gasification ignition device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3007521A (en) Recovery of oil by in situ combustion
US4185692A (en) Underground linkage of wells for production of coal in situ
US3454958A (en) Producing oil from nuclear-produced chimneys in oil shale
US4356866A (en) Process of underground coal gasification
WO2015032197A1 (en) Underground coal gasification furnace and underground coal gasification method
WO1979000224A1 (en) Method of underground gasification of combustible minerals
US4010801A (en) Method of and apparatus for in situ gasification of coal and the capture of resultant generated heat
RU2441980C2 (en) Underground coal gasification technique
CN104563991A (en) Coal underground gasifier and gasification method for coal
SU925094A1 (en) Method of underground gasification of coal
SU1716110A1 (en) Method of underground gasification of combustible minerals
RU2358102C1 (en) Method of operation of blow wells of underground gas producer
US4499945A (en) Silane-propane ignitor/burner
RU2402595C2 (en) Cyclic procedure of carbon underground gasification
CN113914846A (en) Method for improving development of underground coal gasification air cavity by applying double-feather horizontal well
US3987852A (en) Method of and apparatus for in situ gasification of coal and the capture of resultant generated heat
US3076505A (en) Process for initiation of in situ combustion
CN103590805B (en) Broaching method of coal seam channel
RU2122122C1 (en) Method of mining gas-bearing coal seams
CN1077951C (en) Coal underground gasifying technology
CN104712305A (en) Underground gasifier and gasifying method
RU2177544C2 (en) Method of coal borehole mining
US2688464A (en) Process for thermally working oil shale
US3004597A (en) Initiating in situ combustion in a carbonaceous stratum
SU977570A1 (en) Method for thermally consolidating soil