申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2024-04-18

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118065861B

主分类号：E21B43/295

分类号：E21B43/295

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：本发明公开了一种煤炭地下原位制合成气的系统及方法，属于煤气化技术领域。从地面向煤层钻垂直注入井和生产井，并在煤层中布置水平井作为气化通道，在注入井中布置双层套管至井底，向双层套管中注入水、氧气以及烃类气体，利用烃类气体燃烧产生二氧化碳和释放大量热量加热水，并利用地层压力和煤层孔隙压力在地下将水和二氧化碳转变为超临界状态，超临界水、超临界二氧化碳与煤发生共气化反应，生成含有氢气与一氧化碳的合成气，同时煤层受热热解生成烃类气体和煤焦油，烃类气体、煤焦油与合成气经气化通道及生产井排出地面，实现地下原位制合成气。本发明适用于深部煤层，具有资源利用率高、气化效果好与合成气产率高的特点。

主权项：1.一种煤炭地下原位制合成气的系统，其特征在于：包括注入井（3）、生产井（4）和气化通道（5）；所述注入井（3）和生产井（4）是从地面垂直钻至煤层（1）形成的垂直井，注入井（3）底部从煤层（1）中钻水平井与生产井（4）底部相交形成所述气化通道（5）；注入井（3）中布置有双层套管（6），所述双层套管（6）包括外管（601）、内管（602）和气体燃烧室（606），气体燃烧室（606）设置于外管（601）底部，气体燃烧室（606）内部安装有点火器（607），气体燃烧室（606）底部设置有可开闭的排气口（608），排气口（608）连通气化通道（5）；其中，内管（602）的内腔作为注水通道（605），内管（602）外壁与外管（601）内壁之间形成的空腔作为通入烃类气体和氧气的注气通道（604）；所述外管（601）和内管（602）之间通过十字型布置的固定结构（603）连接；排气口（608）内部安装有温度传感器（609），排气口（608）末端安装有排气阀门（610）；向注气通道（604）通入烃类气体和氧气，向注水通道（605）中注入水，烃类气体和氧气输送至气体燃烧室（606）中经点火器（607）点燃，生成二氧化碳并将水加热为高温水蒸气，高温水蒸气的温度为650℃-700℃；高温水蒸气与二氧化碳通过排气口（608）排至气化通道（5）中，利用可燃气体燃烧产生的高温以及深部地层压力与煤层中孔隙压力在地下原位将高温水蒸气和二氧化碳转变为超临界状态，当压力升至22.15Mpa以上，所述高温水蒸气和二氧化碳达到超临界状态；超临界水以及超临界二氧化碳与煤发生气化反应，生成含有氢气与一氧化碳的合成气；还包括在地面靠近注入井（3）的井口位置设置的水塔（7）、氧气储罐（10）和烃类气体储罐（11）；所述水塔（7）的出水管道连接至双层套管（6）中的注水通道（605）；氧气储罐（10）和烃类气体储罐（11）分别连接至双层套管（6）中的注气通道（604）。

全文数据：

权利要求：

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