Спосіб газифікації вугільного пласта

Спосіб газифікації вугільного пласта, що включає буріння з поверхні в підошву пласта системи тепловіддавальних свердловин, оснащення 3 ливість управління процесами газифікації вугілля й утилізації теплової енергії з протяжної ділянки високотемпературної зони, що утворюється навіть в умовах тонкого вугільного пласта. Ця технічна задача вирішується тим, що в способі газифікації вугільного пласта, що включає буріння з поверхні в підошву пласта системи тепловіддавальних свердловин, оснащення їх замкненим трубним ставом з внутрішнім постачальним рукавом, в який подається рідинний теплоносій, а також формування фронту горіння, подачу окислювача й відвід газів горіння, згідно з корисною моделлю, окислювач подають у донну частину свердловини повітропроводом, розміщеним у трубному ставі в зоні циркуляції рідинного теплоносія, фронт горіння формують у свердловині вздовж трубного ставу, а гази горіння відводять по свердловині за допомогою всмоктувального пристрою. Завдяки тому, що окислювач подають у донну частину свердловини повітропроводом, а гази горіння відводять по свердловині за допомогою всмоктувального пристрою, забезпечується можливість спрямування фронту горіння по довжині свердловини, оптимізується форма й розміри підземного газогенератора, що уможливлює управління характеристиками отриманого генераторного газу при регульованій подачі окислювача. Крім того, суміщення повітроподавальної та газовідвідної функцій в одній свердловині, скорочує об'єми буріння свердловин для здійснення газифікації вугілля. Те, що повітропровід розміщують у трубному ставі в зоні циркуляції рідинного теплоносія, який в умовах високого тиску в трубному ставі не переходить у стан пари, дозволяє оберегти повітропровід від механічних пошкоджень і прогорання у високотемпературній зоні горіння вугілля, надійно забезпечує подання окислювача в донну частину свердловини. Останнє дозволяє регулювати розмір зони горіння і впливати на протікання реакцій термохімічної переробки вугілля. Внаслідок того, що фронт горіння формують у свердловині вздовж трубного ставу, значна його частина опиняється в зоні високих температур, що забезпечує швидкий нагрів теплоносія та значно підвищує інтенсивність процесу утилізації теплової енергії при циркуляції теплоносія в трубному ставі. Це забезпечує можливості продуктивного відбору теплової енергії навіть в умовах газифікації тонких вугільних пластів з подальшим її використанням на гідропарових турбінах з електрогенераторами. На фіг. 1а показано загальну схему реалізації способу, на фіг. 1б переріз по А-А, фіг. 2 - поперечний розріз вузла Б. 64669 4 Схема включає систему тепловіддавальних свердловин 1 пробурених у підошві вугільного пласта 2 і оснащених замкненим трубним ставом 3 з внутрішнім повітропроводом 4 з вихідним патрубком 5 і постачальним рукавом 6, а також зону горіння 7 вугільного пласта та вільну зону 8 свердловини з кондуктором 9, газові турбіни 10 та гідропарові турбіни 11. Спосіб здійснюють наступним чином. З поверхні пробурюють систему тепловіддавальних свердловин 1, які розташовують у підошві вугільного пласта 2 та оснащують замкненим трубним ставом 3, що нарощують з окремих елементів (металевих труб) за допомогою зварювання. Одночасно усередині трубного ставу розміщують повітропровід 4 кінець якого поєднано з вихідним патрубком 5, ввареним у торцеву, замикаючу частину трубного ставу. У трубний став пропускають постачальний рукав 6 (наприклад, еластичний термостійкий шланг), так, щоб його кінець опинився у донній частині трубного ставу 3. У донній частині свердловини 1 утворюють вогнище, подаючи повітропроводом 4 в осередок горіння окислювач (повітря). Зона горіння 7, що поступово утворюється вздовж свердловини 1 завдяки відповідному напрямку руху високотемпературних газів, призводить до термохімічної переробки (газифікації) вугілля й отримання генераторного газу, який за допомогою всмоктувального пристрою (не показаний) транспортується через вільну зону 8 свердловини до її устя, замкненого кондуктором 9, й розподіляється на газові турбіни 10 для генерації електроенергії. Одночасно з початком вогневих робіт постачальним рукавом 4 помпують теплоносій (воду), що рухається по трубному ставу 3, розігрівається в зоні горіння пласта 7 до заданої температури й спрямовується на гідропарові турбіни 11 для генерації додаткової електроенергії (з утилізованого тепла горіння). Процес газифікації вугілля й утилізації теплової енергії може розпочинатися вже після оснащення перших тепловіддавальних свердловин, тоді як наступні можуть ще добудовуватися й включатися в роботу в міру їх готовності, що прискорює окупність проекту. Після завершення експлуатації свердловини, трубні стави витягають за допомогою домкратів, а метал утилізують. Таким чином, корисна модель вирішує поставлену технічну задачу і забезпечує можливість управління процесами газифікації вугілля й утилізації теплової енергії з протяжної ділянки високотемпературної зони, навіть для умов тонких вугільних пластів. 5 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 64669 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601