Система для подачі дисперсії лугу під тиском для надання проникності вугільному шару

Реферат: Система (1) подачі дисперсії лугу під тиском для застосування при наданні проникності вугільному шару (2) і, зокрема, для з'єднання разом відкритих зон у вугільному шарі (2), використовуючи (майже горизонтальний) з'єднальний канал, що містить безліч дрібних тріщин (27). Система (1) має джерело лугу/розчину лугу (4), джерело повітря (5) під тиском, трубопровід (6) подачі і аерозольний генератор (7) для формування туману лугу, який диспергують у повітря під тиском. Тріщини/розломи (27) відкриваються у вугільному шарі (2) (тобто надається проникність) під дією повітря під тиском разом з розчиненням гумінових кислот за допомогою туману лугу. UA 110553 C2 (12) UA 110553 C2 UA 110553 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки Даний винахід відноситься до способу надання проникності вугільному шару. Зокрема, винахід стосується способу з'єднання двох розкритих зон вугільного шару разом з'єднальним каналом, застосовуючи дисперсію лугу під тиском. Рівень техніки Підземна газифікація вугілля (ПГВ) є процесом, при якому продуктовий газ видобувається з вугільного шару спалюванням і перетворенням на газ вугілля на місці у присутності окислювача. Вироблений газ зазвичай називають синтезованим газом або синтез-газом і він може бути використаний в як сировина, наприклад, для отримання електрики або хімічного виробництва. Перетворення вугілля в продуктовий газ відбувається в свердловині, яка зазвичай має канал розподілення, що проходить крізь вугільний шар. Такий канал може бути утворений однією або більше буровими свердловинами, які пробурені у вугільному шарі і які знаходяться в плинному сполученні одна з одною, або утворений за допомогою небурових способів, як описано нижче. Для ПГВ канал є також у плинному сполученні з нагнітальною свердловиною і свердловиною видобутку. Вугільну шарову панель звичайно називають вугільним газогенератором. Газифікація відбувається суміжно із зоною горіння свердловини/газогенератора і вугілля частково окислюють для отриманням продуктивного газу з низькою або середньої теплотворною спроможністю. Гарячий продуктивний газ тече із зони газифікації і виходить на поверхню з гирла виробничої свердловини. Так як вугілля витрачається або переходить в газоподібний стан, то газифікуюча порожнина всередині вугільного шару розширюється і росте в розмірах. Відомі небурові способи для надання проникності вугіллю і з'єднання (сполучення) свердловин разом за допомогою з'єднального каналу, так що вони знаходяться в плинному сполученні одна з одною. В таких способах використовують хімічні, електричні, теплові або механічні сили або їх комбінації. Як правило, вугільному шару надають проникність ззовні від основи вертикальної або нахиленої свердловини і горизонтальний з’єднувальний канал розподілень формують до іншої свердловини або іншого типу розкритої зони у вугільному шарі (наприклад, до порожнини газогенератора). Один відомий спосіб створення з'єднального каналу включає пропалювання крізь вугільний шар з використанням тільки природної проникності вугілля. Пропалювання крізь канал також може бути виконано після штучного збільшення проникності вугільного шару шляхом термічної обробки, гідравлічного або пневматичного розриву. Відомим способом підвищення проникності родовищ корисних копалин є гідравлічний розрив, при якому рідину впорскують під високим тиском у родовище від основи свердловини. Однак недоліком цього способу є те, що вода, яка вводиться в порожнину газогенератора ПГВ, може створювати ефект гасіння. Інший відомий спосіб створення горизонтального з'єднального каналу між свердловиною і робочою порожниною газогенератора включає роботу струміню води під високим тиском на основі вертикальної свердловини. Хоча струмінь (гідромонітор) може бути направлений і досить ефективно проникати у вугільний шар, знову ж, недоліком способу є те, що вода, яку впорскують в порожнину газогенератора, може створювати ефект гасіння. Ще один спосіб з'єднання відноситься до впорскування повітря під високим тиском (20-40 атм), щоб ще більше відкрити природні тріщини/розломи у вугільному шарі. Цей спосіб передбачає введення повітря під тиском у вугільний шар від вертикальної свердловини. Недоліком цього способу, однак, є те, що повітря під тиском, як правило, переважно діє на існуючі тріщини у вугільному шарі, а не пошиває нові тріщини. Внаслідок цього, як правило, створення тріщин відбуватиметься у не більше, ніж приблизно 15 %, від загального об'єму вугільного шару, і створення з'єднального каналу таким чином не може бути ефективним. Іншим недоліком є те, що через низьку проникність (фільтрацію) вугілля (сланцю), важко створити канал. Це призводить до низької ефективності способу. Пов'язаним недоліком є те, що додаткові вертикальні свердловин потрібно створювати, що збільшує експлуатаційні витрати. Ще одним недоліком є висока витрата енергії, необхідної для введення великої кількості повітря, щоб досягти створення з'єднального каналу. Суть винаходу Автори винаходу розробили спосіб надання проникності вугільному шару, зокрема, для з'єднання, щонайменше, двох відкритих зон вугільного шару разом з'єднальним каналом, використовуючи дисперсію лугу під тиском, що долає або мінімізує недоліки, згадані вище. Відповідно до першого аспекту цього винаходу запропоновано спосіб надання проникності вугільному шару, який має стадію впорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар для надання проникності вугіллю вугільного шару. 1 UA 110553 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відповідно до другого аспекту даного винаходу запропоновано спосіб надання проникності вугільному шару для з'єднання, щонайменше, двох відкритих зон вугільного шару разом з'єднальним каналом, зазначений спосіб включає стадію впорскування дисперсії лугу під тиском в першу зазначену відкриту зону вугільного шару для надання проникності вугіллю вугільного шару і утворення з'єднального каналу до щонайменше, другої зазначеної відкритої зони. Відповідно до третього аспекту цього винаходу запропоновано систему подачі дисперсії лугу під тиском, яка містить: - джерело лугу; - джерело плинного середовища під тиском; - трубопровід подачі, який має впускну трубу плинного середовища, з'єднану з джерелом плинного середовища під тиском, впускну трубу лугу, з'єднану з джерелом лугу, і випускний отвір, який може бути з'єднаний з свердловиною для впорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар; і - аерозольний генератор, пов'язаний з впускною трубою лугу для формування туману лугу, який може змішуватися з плинним середовищем під тиском в трубопроводі подачі для утворенням дисперсії лугу під тиском. Відповідно до четвертого аспекту цього винаходу запропонована система подачі дисперсії лугу під тиском, яка має: - джерело дисперсії лугу під тиском; і - трубопровід подачі, який має впускну трубу, з'єднану з джерелом дисперсії лугу під тиском, і випускний отвір, який може бути з'єднаний з свердловиною для впорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар. Відповідно до п'ятого аспекту цього винаходу запропонована дисперсія лугу під тиском для надання проникності вугільному шару або для з'єднання, щонайменше, двох відкритих зон вугільного шару разом з допомогою з'єднального каналу. Переважно, дисперсія лугу під тиском має луг, диспергований у плинне середовище під тиском, яке переважно є газом (яке, зазвичай, може включати суміш різних газоподібних компонентів). Будь-який відповідний тип лугу (з Групи I періодичної таблиці) може бути використаний. Особливо переважні типи лугу включають натрій, калій і літій, або суміші двох або більше з них. Луг може бути будь-якої зручної форми, але переважно він є в рідкій формі, такій як водний розчин NaOH, KOH або LiOH (або їх суміші). Хоча будь-яка прийнятна концентрації гідроокису лугу (наприклад, NaOH) може бути використана, наприклад, приблизно 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 або 50 % по вазі, переважно, використовують концентрацію між приблизно 20 % і 30 % по вазі. Плинне середовище під тиском може бути будь-яким відповідним типом плинного середовища або середовищ за умови, що воно може змішуватися з лугом для утворенням дисперсії і забезпечує надання проникності вугільному шару та не здійснює негативний вплив на газифікацію. Переважно, плинним середовищем є повітря під тиском, хоча і інші гази (у тому числі суміші газоподібних компонентів) можуть бути використані. Переважно, плинне середовище подають у вугільний шар під тиском між приблизно 10-30 атмосфер, хоча потенційно можуть бути використані тиски близько 5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 або 40 атмосфер. Джерелом плинного середовища під тиском, переважно, є повітряний компресор або резервуар стисненого повітря. Аерозольний генератор може бути будь-якого відповідного розміру, форми і конструкції і він може виробляти частинки лугу будь-якого відповідного розміру. Переважно аерозольний генератор (також відомі в даній області як туманоутворювач або розбризкувач) виробляє частки розчину лугу, що мають середній розмір в будь-якому місці між приблизно 10 і 40 мкм. Аерозольний генератор може розпорошувати туман розчину лугу в подаючому трубопроводі при контрольованій швидкості так, щоб він становив у співвідношенні об'єму плинного середовища під тиском до об'єму туману приблизно 80 % до 20 %. Однак співвідношення залежатиме від хімічних і фізичних властивостей вугільного шару, що буде набувати прокності. Інші відповідні відношення можуть бути, наприклад, приблизно 90 % об'єму плинного середовища під тиском до 10 % об'єму туману, 70:30, 60:40 або 50:50. Система може мати резервуар для лугу, що містить джерело лугу і цей резервуар може бути будь-якого відповідного розміру, форми і конструкції. Наприклад, резервуар може мати ємність від 150 до 190 літрів. Впускна труба для лугу може простягатися до всередини трубопроводу подачі від дна резервуару. Регулюючий клапан системи, пов'язаний з впускною трубою лугу, може регулювати витрату розчину лугу крізь нього. Резервуар може мати вхідну трубу для плинного середовища, з'єднану з трубопроводом подачі для отримання плинного середовища 2 UA 110553 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 під тиском так, щоб розмістити джерело лугу під тиском, а також для забезпечення належного перемішування вмісту резервуару. Регулюючий клапан, пов'язаний з вхідною трубою плинного середовища може регулювати потік плинного середовища під тиском в резервуарі з лугом. Трубопровід подачі може бути будь-якого прийнятного розміру, форми і конструкції. Цей трубопровід переважно має внутрішній діаметр близько 150 – 300 мм (переважно приблизно 160 мм), а випускний отвір може з'єднуватися з гирлом свердловини. Це з'єднання може бути досягнуто будь-яким прийнятним шляхом. Трубопровід подачі переважно подає у свердловину 3 дисперсію лугу під тиском зі швидкістю приблизно 2-10 м /хв через потрібний період часу, наприклад, близько 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78, 84, 90, 96, 102, 108, 114, 120, 126, 132, 138, 144, 150, 156, 162, 168, 174 або 180 годин, Щонайменше, кожна з двох відкритих зон вугільного шару може бути пов'язана з газогенератором і /або свердловиною, або з іншим типом каналу, шпуром, порожниною або відкритим формуванням всередині або простягненим суміжно вугільного шару. З’єднувальний канал зазвичай буде мати безліч дрібних тріщин/розломів приблизно до 5 мм в довжину і ширину, що проходять між відкритими зонами. Зазвичай з’єднувальний канал буде поширюватися в основному горизонтально, або, щонайменше, в деяких регіонах вугільного шару горизонтально. Спосіб є особливо корисним для з'єднання двох свердловин разом або ж свердловини з порожниною активованого або попередньо активованого газогенератора. Спосіб може бути застосований для з'єднання відкритих зон, які розташовані на відстані близько 10 м, 15 м, 20 м, 25 м, 30 м, 40 м, 50 м або ще далі одна від одної. Спосіб може мати стадію тестування категорії і потенційної проникності (наприклад, вмісту гумінової кислоти) вугілля до впорскування дисперсії лугу під тиском, щоб визначити, якої концентрації та кількості дисперсії лугу під тиском швидше за все буде потрібно. Особливо переважні втілення винаходу, що заявлено в даному документі, будуть описані далі. Відповідно до першого втілення передбачено спосіб надання проникності вугільному шару, зазначений спосіб включає операцію впорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар для забезпечення проникності вугілля вугільного шару. Дисперсія лугу під тиском може містити луг, диспергований в плинне середовище під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити, щонайменше, один тип лугу з Групи I періодичної таблиці елементів. Щонайменше, одним типом лугу може бути натрій, калій або літій, або суміші двох або більше з них. Дисперсія лугу під тиском може містити водний розчин гідроксиду лугу диспергированного у плинне середовище під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити між приблизно 20 % до 30 % по вазі гідроксиду лугу. Дисперсія лугу під тиском може містити NaOH, KOH або LiOH, або їх суміші. Плинним середовищем під тиском може бути повітря під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити частки розчину лугу, що мають середній розмір між приблизно 10 і 40 мікронами. Дисперсія лугу під тиском може складати плинне середовища під тиском по об'єму приблизно 80 % і туману розчину лугу по об'єму 20 %, причому, зазначений туман містить частки розчину лугу, що мають середній розмір між приблизно 10 і 40 мікронами. Проникне вугілля вугільного шару може мати безліч дрібних тріщин/розломів приблизно до 5 мм в довжину і ширину. Вугілля вугільного шару може бути проникним до близько 40 м від точки впорскування дисперсія лугу під тиском. Дисперсія лугу під тиском можуть бути введена у 3 вугільний шар зі швидкістю приблизно 2-10 м /хв. Дисперсія лугу під тиском можуть бути введена у вугільний шар під тиском між приблизно 10-30 атмосфер. Дисперсія лугу під тиском може бути введена у вугільний шар протягом, щонайменше, 1 дня, переважно протягом приблизно 7 днів. Спосіб може включати стадію тестування категорії і потенційної проникності вугілля перед впорскування дисперсії лугу під тиском. Згідно з другим втіленням запропоновано спосіб надання проникності вугільному шару для з'єднання, щонайменше, двох відкритих зон вугільного шару разом з'єднальним каналом, зазначений спосіб має стадію впорскування дисперсії лугу під тиском в першу зазначену відкриту зону вугільного шару для надання проникності вугіллю вугільного шару і утворення з'єднального каналу до, щонайменше, другої зазначеної відкритої зони. Дисперсія лугу під тиском може містити луг, диспергований в плинне середовище під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити, щонайменше, один тип лугу з Групи I періодичної таблиці елементів. Щонайменше, одним типом лугу може бути натрій, калій або літій, або суміші двох або більше з них. Дисперсія лугу під тиском може містити водний розчин гідроксиду лугу, диспергированного в плинному середовищі під тиском. Дисперсія лугу під 3 UA 110553 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тиском може містити об'ємну частку гідроксиду лугу від приблизно 20 % до 30 %. Дисперсія лугу під тиском може містити NaOH, KOH або LiOH, або їх суміші. Плинним середовищем під тиском може бути повітря під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити частки розчину лугу, що мають середній розмір від приблизно 10 до 40 мікронів. Дисперсія лугу під тиском може містити частки плинного середовища під тиском в об'ємі приблизно 80 % і частки туману розчину лугу в об'ємі 20 %, причому, зазначений туман містить частки розчину лугу, що мають середній розмір від приблизно 10 до 40 мікронів. Проникне вугілля вугільного шару може мати безліч дрібних тріщин, які мають близько 5 мм в довжину і ширину, що простягнені між відкритими зонами. Згідно способу можна з'єднувати відкриті зони, розташовані на приблизно до 40 м одна від одної. Дисперсія лугу під тиском може 3 бути впорскнута у вугільний шар зі швидкістю приблизно 2-10 м /хв. Дисперсія лугу під тиском може бути впорскнута у вугільний шар при тиску між приблизно 10-30 атмосфер. Дисперсія лугу під тиском може бути впорскнута у вугільний шар протягом, щонайменше, 1 дня, переважно протягом приблизно 7 днів. Щонайменше, кожна з двох відкритих зон вугільного шару може бути сполучена з газогенератором і/або свердловиною, або з каналом іншого типу, шпуром, порожниною або відкритим всередині чи простягненим суміжно з вугільним шаром формуванням. з’єднувальний канал може простягатися взагалі горизонтально між відкритими зонами. Спосіб може бути застосований для з'єднання двох свердловин разом або ж свердловини з порожниною активного або попередньо активованого газогенератора. Спосіб може мати стадію тестування категорії і потенційної проникності вугілля перед введенням дисперсії лугу під тиском. Відповідно до третього варіанту здійснення передбачається система подачі дисперсії лугу під тиском, яка має: - джерело лугу; - джерело текучого середовища під тиском; - трубопровід подачі, який має вхідну трубу плинного середовища, з'єднану з джерелом плинного середовища під тиском, впускну трубу для лугу, сполучену з джерелом лугу, і випускний отвір, який може бути з'єднаний з гирлом свердловини для введення дисперсії лугу під тиском у вугільний шар; і - аерозольний генератор, пов'язаний з впускною трубою для лугу для формування туману лугу, який може змішуватися з плинним середовищем під тиском всередині трубопроводу подачі для утворенням дисперсії лугу під тиском. Як джерело плинного середовища під тиском може бути повітряний компресор або резервуар стисненого повітря. Аерозольний генератор може виробляти туман лугу, що містить частки розчину лугу, що мають середній розмір від приблизно 10 до 40 мікрон. Аерозольний генератор може розпилювати туман розчину лугу при регульованій швидкості в трубопроводі подачі, так, що відношення об'ємних часток плинного середовища під тиском до туману складає співвідношенні приблизно 80 % до 20 %. Джерело лугу може містити резервуар, що містить розчин лугу. Впускна труба лугу може простягатися до середини трубопроводу подачі від дна резервуара з лугом, а регулюючий клапан системи, пов'язаний з впускною трубою лугу, може регулювати швидкість потоку розчину лугу крізь нього. Резервуар з лугом може мати вхідну трубу для плинного середовища, з'єднану з трубопроводом подачі плинного середовища під тиском в джерело лугу для забезпечення належного перемішування вмісту резервуара лугу, і регулюючий клапан системи, який пов'язаний з вхідною трубою плинного середовища до резервуара для лугу і який може регулювати потік плинного середовища під тиском в резервуар для лугу. Трубопровід подачі може подавати дисперсію лугу під тиском у вугільний шар зі 3 швидкістю приблизно 2-10 м /хв. Відповідно до четвертого варіанту втілення передбачено систему подачі дисперсії лугу під тиском, причому, згадана система містить: - джерело дисперсії лугу під тиском; і - трубопровід подачі, який має вхідну трубу, з'єднану з джерелом дисперсії лугу під тиском і випускний отвір, який може бути з'єднаний з гирлом свердловини для впорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар. Дисперсія лугу під тиском може містити луг, диспергованих в плинному середовищі під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити, щонайменше, один тип лугу з групи I періодичної таблиці елементів. Щонайменше, одним типом лугу може бути натрій, калій або літій, або суміші двох або більше з них. Дисперсія лугу під тиском може містити водний розчин гідроксиду лугу, диспергирований в плинне середовище під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити від приблизно 20 % до 30 % по вазі гідроксиду лугу. Дисперсія лугу під тиском може містити NaOH, KOH або LiOH, або їх суміші. Плинним середовищем під тиском може бути 4 UA 110553 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повітря під тиском. Дисперсія лугу під тиском може містити частки розчину лугу, які мають середній розмір від приблизно 10 до 40 мікронів. Дисперсія лугу під тиском може містити об'єм плинного середовища під тиском і об'єм туману розчину лугу приблизно у відношенні 80 % до 20 %, причому, зазначений туман містить частки розчину лугу, що мають середній розмір від приблизно 10 до 40 мікронів. Слід розуміти, що системи відповідно до третього і четвертого втілень можуть бути використані в способах згідно першого і другого втілень. Переважні втілення винаходу далі будуть описані як приклади, з посиланням на додані креслення. Короткий опис креслень На фіг. 1 представлено кінцевий боковий вигляд системи подачі дисперсії лугу під тиском, у відповідності з втіленням даного винаходу; на фіг. 2 представлено вигляд в поперечному перерізі системи подачі, показаної на фіг. 1, але додатково показаний повітряний компресор; на фіг. 3 представлено збільшений вигляд в поперечному перерізі аерозольного генератора системи подачі, показаної на фіг.2; на фіг. 4 представлено застосування системи подачі, показаної на фіг. 1 при наданні проникності вугільному шару, щоб з'єднати свердловину з порожниною газогенератора; на фіг. 5 представлено, в плані, як вугільний шар, показаний на фіг. 4, став проникним, показане і теоретичне (переривні лінії), і фактичне (суцільні лінії) поширення тріщин; і на фіг. 6 графічно представлено проникність вугілля, що зображене на фіг. 4. Опис варіантів втілень На кресленнях однакові посилальні позиції відносяться до однакових елементів. Як передумова, автори цього винаходу виявили, що дисперсія лугу, впорскнена у вугільний шар під тиском, може допомогти створенню проникності вугільного шару і створити з’єднувальний канал між двома відкритими зонами вугільного шару. Початковий з’єднувальний канал звичайно є у вигляді безлічі дрібних тріщин/розломів, що тягнуться між відкритими зонами. Замість того, щоб просто діяти на існуючі у вугіллі тріщини, як це робить стиснене повітря само по собі, дисперсія лугу створює нові тріщини у вугіллі. Крім того, дисперсія лугу проникає далі у вугільний шар, ніж тільки стиснене повітря, яке діє тільки на існуючі тріщини. Отже, існує більш широке радіальна зона дії, проникнення і утворення тріщин, а, отже, і більше можливості успішного з'єднання з іншими відкритими зонами у вугільному шарі, крім того на більш великій відстані, порівняно з досягненими з використанням тільки повітря під тиском. Не бажаючи бути пов'язаними теорією, винахідники вважають, що надання проникності вугіллю відбувається шляхом дії дисперсії лугу на гумінові кислоти, які заповнюють простір між гранулами вугілля. Розчинення гумінових кислот знижує сили зчеплення між гранулами вугілля, що полегшує процес утворення тріщин повітрям під тиском. Гумінові кислоти є групою гідрокси карбонових кислот, утворених при розкладанні мертвих рослин у вигляді аморфних матеріалів, що утворюють водневі іони і солі і здатні до основного обміну. Буре вугілля, наприклад, може зазвичай містять 6-18 % по вазі гумінових кислот. Звернемось до фіг. 1-4, де показана система 1 подачі дисперсії лугу під тиском для використання з метою надання проникності вугільному шару 2, і, зокрема, для з'єднання разом відкритих зон у вугільному шарі 2, використовуючи (майже горизонтальний) з’єднувальний канал, що містить безліч дрібних тріщин. Система 1 має джерело 4 лугу, джерело 5 стисненого повітря (тобто плинного середовища), трубопровід 6 подачі і аерозольний генератор 7. Джерелом 4 лугу є циліндричний резервуар 8 на 170 літрів, що містить розчин лугу (20-30 % по вазі гідроксиду натрію, хоча це також може бути гідроксид калію або гідроксид літію). Резервуар 8 має вхідну трубу 9, що проходить до трубопроводу 6 подачі для отримання повітря під тиском з тим, щоб забезпечити розчин лугу під тиском і належне перемішування вмісту резервуара. Регулюючий клапан 10 системи 1, пов'язаний з вхідною трубою 9, регулює потік повітря під тиском в резервуар 8. Вхідна труба 9 має множину вихідних отворів 41 для подачі повітря, розташованих вздовж нижньої частини резервуара 8. Джерелом 5 повітря під тиском є повітряний компресор 13 (див. фіг.2). Трубопровід 6 подачі має вхід 11, з'єднаний з повітряним компресором 13, впускну трубу 14, що проходить до резервуара 8, і випускний отвір 15, що має можливістть з'єднання з гирлом 17 свердловини для впорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар 2. Трубопровід 6 подачі має внутрішній діаметр близько 160 мм. Випускний отвір 15 трубопроводу подачі може бути з'єднаний з гирлом 17 свердловини 30 (див. фіг.4). Аерозольний генератор 7 (також відомий як розбризкувач або туманоутворювач) з'єднаний з кінцем впускної труби 14 і розташований усередині трубопроводу 6 подачі. Додаткові подробиці 5 UA 110553 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 аерозольного генератора 7 можна бачити на фігурі 3 (він є комерційно доступним аерозольним генератором, що складається з трьох частин). Аерозольний генератор 7 має трубчастий корпус 70, канал 71 і головку 72. Коли розчин лугу протікає по каналу 71 корпусу 70 і проходить повз головки 72, він перетворюється на туман. Аерозольний генератор 7 перетворює розчин лугу під тиском у туман частинок, що мають середній розмір десь між приблизно 10 і 40 мкм. Туман розчину лугу змішується зі стисненим повітрям всередині трубопроводу 6 подачі у співвідношенні по об'єму приблизно 80 % стисненого повітря і 20 % по об'єму туману. Але, це співвідношення може змінюватися відповідно до поставленої задачі. Регулюючий клапан 20 системи 1, пов'язаний з впускною трубою 14, регулює потік розчину лугу до аерозольного генератора 7 і може регулювати зміну співвідношення в залежності від попередньо визначених хімічних і фізичних властивостей вугільного шару. У наступному прикладі описано, як система 1 подачі може бути застосована для надання проникності вугільному шару 2 і з'єднання свердловини 30 з газогенератором 21 (газифікуюча порожнина 21), який знаходиться в стані експлуатації. Як показано на фіг. 4, система 1 подачі з'єднана з гирлом 17 свердловини 30. Свердловина 30 має металеву трубу 22 діаметром128 – 300 мм, що укладена в бетоні 23. Вугільний шар 2, наприклад, розташований приблизно на 180-250 м нижче рівня землі. Відстань від підошви 25 вугільного шару до нижньої частини 26 обсадної труби свердловини становить близько 1,2 м. Вугільний шар 2 має вміст гумінових кислот в межах від 6-18 % по вазі. Під час надання проникності/творення з'єднального каналу трубопровід 6 подачі вводить у 3 вугільний шар 2 дисперсію лугу під тиском зі швидкістю приблизно 2-10 м /хв і під тиском між приблизно 10-30 атмосфер. Надання проникності (тріщиноватості/розломів) вугільному шару 2 зображено на фіг. 4 переривчастими лініями 27 і трищинуватість 27 звужується із збільшенням відстані від свердловини 30. Фіг. 5 є діаграмою, що показує теоретичну площу 31 (пунктрні лінії) і фактичну площу 27 (суцільні лінії і затінена площа) тріщин/розломів 27, які відкриваються у вугільному шарі 2 (тобто створюють проникність) під дією стисненого повітря разом з розчиненням гумінових кислот розчином лугу. Фіг. 6 є графічним представлення того, що показано на фіг. 4. Графік показує кількість тріщин /розломів 27 в залежності від відстані у вугільному шарі 2. Від центру свердловини 30 розмір отворів від тріщин складає до 5 мм, а глибина проникнення розчину лугу у вугілля складає до 5 мм в кожній площині тріщини. Графік показує, що в центрі свердловини 30 було близько 60 тріщини у вугіллі (2 см одна від одної). На відстані близько 25 м від свердловини 30 було близько 13тріщин у вугіллі (2 см одна від одної). У таблиці 1 нижче показане вимірювання параметрів тріщин (надання проникності) в одиницю часу, де: п - кількість тріщин у вугіллі, розташованих на відстані 2 см одна від одної; Qв - обсяг повітря під тиском, яке впорскується крізь свердловину у вугільний шар, що 3 складає 2-10 м /хв (див. таблиці 2 і 3); Qт - відношення заповнення тріщин у вугільному шарі повітрям під тиском 20-30 атм 3 3 3 становить від 0,01 до 0,05 м /хв; 0.6-3.0 м /год., 14.4 – 72 м / день, середнє значення – 3 43м /день; qT – об'єм тріщин; L - довжини тріщини, з урахуванням відстані R від центру свердловини; R - відстань від центру свердловини; S - площа інфільтрації повітря у вугільний шар крізь тріщини; S поверхні - площа поверхні, оброблюваної розчином лугу; Т - час; VHA - кількість гумінової кислоти, що розчиняють; VHA 30 % - кількість гумінової кислоти, що розчиняють, з урахуванням необхідності для створення необхідної проникність вугілля для створення умов для проходження каналів горіння; Vs – об'єм розчину лугу, необхідного для розчинення гумінової кислоти; і 3 VALK - розрахункова кількість лугу, потрібного для Vs, м /кг. 6 UA 110553 C2 Таблиця 1 R (м) n (шт) 3 Qт (м ) 3 qт (м ) L (м) 2 S (м ) Т (дні) 2 S поверхні (м ) 3 VHA (м ) 3 VHA 30 % (м ) 3 Vs (m ) VALK (kg) 0 60 43 0,72 6,69 2150 1 4300 3,44 1,03 0,17 85 5 25 86 1,72 10,37 2150 2 4300 3,44 1,03 0,17 85 10 15 129 2,87 13,39 2150 3 4300 3,44 1,03 0,17 85 15 10 172 4,30 16,39 2150 4 4300 3,44 1,03 0,17 85 20 8 215 5,38 18,33 2150 5 4300 3,44 1,03 0,17 85 25 4 258 10,75 25,92 2150 6 4300 3,44 1,03 0,17 85 30 2 301 21,50 36,66 2150 7 4300 3,44 1,03 0,17 85 Технологічні параметри введення повітря і розчину лугу в трубопровід 6 подачі за хвилину наведені в таблиці 2 нижче. 5 Таблиця 2 3 Qв (м /хв) 3 Vs (м /хв) Vs (л/хв) VALK (г/хв) 10 -4 1,2*10 0,12 59 Технологічні параметри введення повітря і розчину лугу в трубопровід 6 подачі за годину наведені в таблиці 3 нижче. Таблиця 3 3 Qв (м /год.) 3 Vs (м /год.) Vs (л/год.) VALK (кг/год.) 600 -3 7,2*10 7,2 3.5 10 15 20 25 30 Дані показують, що дисперсія лугу під тиском може бути використана для ефективного забезпечення проникності вугільного шару для з'єднання двох відкритих зон вугільного шару разом з'єднальним каналом, навіть незважаючи на те, що розкриті зони можуть бути на відстані близько 25 м одна від одної. Після формування суттєвого горизонтального з'єднального каналу операції ПГВ газифікації (або інший тип пропалювання) потім можуть бути виконані, щоб встановити більш широкий канал між відкритими зонами. Даний винахід, проілюстрований у вигляді прикладу (аб ояк загальний опис), має, щонайменше, такі переваги: 1. Винахід підвищує ефективність утилізації вугілля (сланцю) способом підземної газифікації шляхом збільшення відстані між відкритими зонами (наприклад, між газогенеруючою порожниною і вертикально простягненою свердловиною). 2. Винахід знижує витрати на електроенергію і час для створення каналів між відкритими зонами. 3. Винахід збільшує об'єм вугілля, доступного для газифікації шляхом з'єднання з окремою свердловиною. 4. Винахід легко здійснити. 5. Винахід в кілька разів ефективніше, ніж при використанні для з'єднання тільки стисненого повітря. 6. Винахід не є трудомістким. 7. Винахід є екологічно чистим способом з'єднання, так як не виробляються небезпечні речовини у вугільному шарі. 8. Винахід знижує вартість виробництва енергії за рахунок збільшення обсягу вугільної газифікації з однієї експлуатаційної свердловини. 7 UA 110553 C2 5 У даному описі, якщо контекст не вимагає іншого, термін "має" і варіації цього терміну, такі як "який має", "містить" і "що мав", не призначені для виключення додаткових додатків, компонентів, цілих одиниць або операцій. Посилання на будь-які відомі рішення в специфікації не є, і не повинно бути прийняте, підтвердженням або будь-якою формою вказування на те, що це відоме рішення формує частину загальновідомих знань в Австралії або в будь-який інший юрисдикції. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 1. Система подачі дисперсії лугу під тиском, яка має: джерело лугу; джерело плинного середовища під тиском; трубопровід подачі, який має вхід для плинного середовища, з'єднаний з джерелом плинного середовища під тиском, впускну трубу для лугу, сполучену з джерелом лугу, і випускний отвір, який може бути з'єднаний з гирлом свердловини для упорскування дисперсії лугу під тиском у вугільний шар; і аерозольний генератор, пов'язаний з впускною трубою для лугу для формування туману лугу, який може змішуватися з плинним середовищем під тиском всередині трубопроводу подачі для утворенням дисперсії лугу під тиском. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що джерелом плинного середовища під тиском є повітряний компресор або резервуар з стисненим повітрям. 3. Система за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що аерозольний генератор здатний виробляти туман лугу, що містить частинки розчину лугу, які мають середній розмір від приблизно 10 до 40 мкм. 4. Система за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що аерозольний генератор розпилює туман розчину лугу з регульованою швидкістю в трубопровід подачі при співвідношенні об'єму плинного середовища під тиском до об'єму туману розчину лугу, що складає приблизно 80 % до 20 % 5. Система за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що джерело лугу має резервуар, що містить розчин лугу. 6. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що впускна труба для лугу простягнена до середини трубопроводу подачі від дна резервуара з розчином лугу, а регулюючий клапан системи, пов'язаний з впускною трубою для лугу, регулює швидкість потоку розчину лугу крізь нього. 7. Система за п. 6, яка відрізняється тим, що резервуар для лугу має вхідну трубу для плинного середовища, з'єднану з трубопроводом подачі для прийому плинного середовища під тиском, щоб забезпечити джерело лугу під тиском і також забезпечити належне перемішування вмісту резервуара для лугу, при цьому, регулюючий клапан системи, пов'язаний з вхідною трубою для плинного середовища у резервуар для лугу, регулює потік плинного середовища під тиском в резервуар для лугу. 8. Система за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що трубопровід подачі здатний 3 подавати дисперсію лугу під тиском у вугільний шар зі швидкістю приблизно 2-10 м /хв. 8 UA 110553 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9