一種多層煤氣化垂直井套管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭地下氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種多層煤氣化垂直井套管。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭地下氣化就是將處于地下的煤進行有控制地燃燒、通過對煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃氣體的過程。煤炭地下氣化技術(shù)可開采人工難以開采的急傾斜煤層、薄煤層、深部煤層和“三下”壓煤等，大大提高了煤炭資源的利用率。
[0003]然而，現(xiàn)有的地下氣化技術(shù)及爐型多是針對單層煤氣化提出的工藝方法和爐型，針對多層煤同時氣化研宄的并不充分。針對多層煤氣化，大多需要每個煤層均單獨打一個垂直井，這不僅在資源方面造成了極大的浪費，也對地下氣化工藝運行和操作造成了一定的局限性和繁瑣性。如果各煤層共用垂直井，則容易發(fā)生串氣，并且有可能因為燃氣與氣化劑中的氧接觸而發(fā)生爆炸，危險性高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以使多層煤共用垂直井且對各層煤的氣化可以各自獨立地運行，有效避免串氣，防止燃氣與氣化劑中的氧接觸而發(fā)生爆炸的危險，可以減少資源浪費和繁瑣性、提高安全性的多層煤氣化垂直井套管。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多層煤氣化垂直井套管，包括管體，所述管體上對應(yīng)煤層的位置設(shè)有側(cè)窗。
[0006]進一步地，所述側(cè)窗在所述管體下放到鉆井之前預(yù)先開設(shè)在所述管體上。
[0007]進一步地，所述側(cè)窗在所述管體下放到鉆井之后再開設(shè)在所述管體上。
[0008]進一步地，所述側(cè)窗上設(shè)有活動擋板。
[0009]進一步地，所述活動擋板底部可轉(zhuǎn)動地連接到所述側(cè)窗的底部，所述活動擋板的頂部可分離地連接到所述側(cè)窗的頂部。
[0010]進一步地，所述活動擋板由在管體上開設(shè)側(cè)窗時所切割下的管體側(cè)壁制成，或者為曲率半徑與套管相同、面積不小于側(cè)窗的獨立擋板。
[0011]進一步地，所述活動擋板的底部通過鉸鏈或柔性件連接到所述側(cè)窗的底部，所述活動擋板的頂部連接有推拉桿。
[0012]進一步地，所述側(cè)窗的面積不超過套管曲面面積的1/4。
[0013]進一步地，所述管體上對應(yīng)每個煤層的位置設(shè)有兩個側(cè)窗。
[0014]進一步地，所述管體分段固定于垂直井中。
[0015]本發(fā)明的多層煤氣化垂直井套管結(jié)構(gòu)，涉及到的垂直井均可以采用多層煤共用一套垂直井的方式。多層煤可以各自獨立的運行，有效避免了串氣，防止燃氣與氣化劑中氧接觸而發(fā)生爆炸的危險。不僅操作方便，簡單易行，而且節(jié)省了資源，具有很強的經(jīng)濟性和安全性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的多層煤氣化垂直井套管結(jié)構(gòu)的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1所示實施例中其中一側(cè)窗處的局部結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的多層煤氣化垂直井套管結(jié)構(gòu)的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的多層煤氣化垂直井套管結(jié)構(gòu)的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1.套管；2.水平定向鉆井；3.地面；4.巖層；5.煤層；6.側(cè)窗；7.活動擋板;8.推拉桿。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0022]本發(fā)明的多層煤氣化垂直井套管I，包括管體，管體上對應(yīng)煤層5的位置分別設(shè)有側(cè)窗6。側(cè)窗6可以在管體下放到鉆井之前預(yù)先開設(shè)在管體上，也可以在管體下放到鉆井之后再開設(shè)在管體上。管體分層固定于垂直井中。
[0023]優(yōu)先地，側(cè)窗6上設(shè)有活動擋板7。一般情況下，各對應(yīng)各煤層5的側(cè)窗6上均設(shè)有活動擋板7，但對應(yīng)最底部煤層的側(cè)窗6上可以不設(shè)活動擋板7?；顒訐醢?底部可轉(zhuǎn)動地連接到側(cè)窗6的底部，活動擋板7的頂部可分離地連接到側(cè)窗6的頂部。其中，活動擋板7的底部可以通過鉸鏈、柔性件或其它方式(例如焊接、鉚接或螺紋聯(lián)接等)連接到側(cè)窗6的底部，只要能使活動擋板7轉(zhuǎn)動即可；活動擋板7的頂部連接有推拉桿8，推拉桿8可以沿管體內(nèi)壁伸出地面3，也可以由驅(qū)動裝置帶動。驅(qū)動裝置可以是電機或繼電器等。為了防止電機或繼電器工作時產(chǎn)生電火花引燃氣體，電機或繼電器應(yīng)具備防爆能力。
[0024]活動擋板7用于封閉側(cè)窗6。推拉桿8可以使活動擋板7頂端在一定范圍內(nèi)活動，例如通過推拉桿8，可以使活動擋板7與套管I垂直方向形成O?45°夾角。在需要時，通過轉(zhuǎn)動活動擋板7使活動擋板7與管管體的管壁呈一定角度，從而打開側(cè)窗6，使管體內(nèi)通道與位于煤層5內(nèi)的水平定向鉆井2連接，進行氣化生產(chǎn)。具體地，當(dāng)活動擋板7與套管I垂直方向夾角大于0°時，所產(chǎn)煤氣即可通過套管I與擋板7的夾縫，從側(cè)窗6中導(dǎo)出；當(dāng)活動擋板7與套管I垂直方向形成0°夾角時，即擋板7完全遮住側(cè)窗6，外部煤氣就不會進入到該煤層，實現(xiàn)了多層煤各自獨立的運行，有效避免了串氣，防止燃氣與氣化劑中氧接觸而發(fā)生爆炸的危險。
[0025]側(cè)窗6和活動擋板7可以只設(shè)置在套管I的一處；也可以沿著套管I軸方向開設(shè)多個?；顒訐醢?可以由在管體上開設(shè)側(cè)窗6時所切割下的管體側(cè)壁制成，也可以采用曲率半徑與套管I相同的獨立擋板7，只要其面積不小于側(cè)窗6，能將側(cè)窗6封閉即可。管體上對應(yīng)每個煤層5的位置可以設(shè)置兩個側(cè)窗6，兩個側(cè)窗6優(yōu)選對稱設(shè)置，每個側(cè)窗6的面積不超過套管I曲面面積的1/4。
[0026]套管管體可以分段固定于垂直井中，即在垂直井中位于兩層相鄰煤層5之間的巖層4區(qū)域，使用固井水泥環(huán)將套管I與周圍巖的層4固定在一起，而不固定套管I與煤層5的接觸面，保障每個煤層5能夠正常氣化生產(chǎn)，而間隔巖層4不漏氣。
[0027]本發(fā)明的垂直井套管I可以用于出氣井，也可以用于進氣井。當(dāng)用于出氣井時，可以只在套管I上設(shè)置側(cè)窗6，統(tǒng)一收集多層煤氣化產(chǎn)品氣；也可以在套管I的側(cè)窗6設(shè)置活動擋板7，通過活動擋板7，實現(xiàn)多層煤單獨氣化。當(dāng)用于進氣井時，可以只在套管I上設(shè)置側(cè)窗6，在垂直井口端進氣，多層煤同時氣化；也可以分別將進氣管道通入各氣化煤層5，單獨氣化。
[0028]下面通過應(yīng)用實施例進一步說明本發(fā)明。
[0029]實施例1:
[0030]如圖1和圖2所示，為一四層煤地質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用本發(fā)明的本實施例。本實施例中，垂直井作為出氣井。利用本發(fā)明的多層煤氣化垂直井套管I進行地下氣化開采的方法為:
[0031]I)打垂直井并下套管I到煤層5的中下部，避開煤層5分別進行分段固井；
[0032]2)在套管I管體上對應(yīng)每層煤的位置處切割一個側(cè)窗6，側(cè)窗6面積不超過套管I曲面面積的1/4 ；
[0033]3)分別在各煤層5的中下部打水平定向鉆井2，水平定向鉆井2的末端均指向垂直井，水平定向鉆井2和垂直井均導(dǎo)通；
[0034]4)在垂直井對應(yīng)各層煤的入煤點附近分別點燃煤層5 ;
[0035]5)將連續(xù)注氣管及其注氣端分別下入水平定向鉆井2中，注氣端距離垂直井約20m ;通過連續(xù)注氣管分別向水平