Способ подземной огневой разработки залежи горючих сланцев

Авторы патента:

E21B43/295 - газификация полезных ископаемых, например для получения смеси горючих газов (E21B 43/243 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2521688:

Крейнин Ефим Вульфович (RU)

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, а именно к скважинным методам геотехнологии разработки месторождений горючих сланцев. Обеспечивает повышение эффективности способа при минимальных затратах на его осуществление. Сущность изобретения: способ заключается в бурении на залежь горючих сланцев серии параллельных чередующихся дутьевых и продуктоотводящих скважин, каждая из которых имеет породную, пройденную по породам с земной поверхности до сланцевой залежи, и сланцевую часть, пройденную преимущественно по подошве залежи. Забои этих скважин пересекают поперечной сбоечной скважиной. При этом породные части этих скважин обсаживают трубами и цементируют. В сланцевые части всех скважин опускают хвостовики из легкоплавкого металла. В поперечную сбоечную скважину вместе с хвостовиком опускают устройство для фиксации очага горения по длине сланцевой части. Создают на забое вертикальной розжиговой скважины очаг горения и устанавливают зависимость скорости противоточного перемещения очага горения от расхода нагнетаемого воздушного дутья. После завершения огневой проработки сланцевой части поперечной сбоечной скважины нагнетают воздушное дутье в первую продуктоотводящую скважину согласно зависимости, зафиксированной ранее на поперечной сбоечной скважине. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, а именно к скважинным методам геотехнологии разработки месторождений горючих сланцев.

Известна технология подземной газификации углей [Крейнин Е.В. «Подземная газификация углей: основы теории и практики, инновации. - М., 2010. - 400 с.], в которой с помощью различных скважин (дутьевых и газоотводящих) угольный пласт на месте его залегания трансформируется в горючий газ. Однако эту технологию в традиционном виде нельзя применить для разработки залежи горючих сланцев.

Известно также техническое решение по подземной разработке горючих эстонских сланцев методом их подземной газификации с помощью серии вертикальных скважин [Питин Р.Н., Спориус А.Э., Фарберов И.Л. «Первый опыт бесшахтной подземной переработки горючих сланцев», Труды института горючих ископаемых, т. VII, М., 1957, с.44-60]. Однако это техническое решение было реализовано на глубине только 10 м и с помощью многочисленных коротких вертикальных скважин. Для предотвращения утечек парогазовой продукции продуктоотводящие скважины были оборудованы дымососами. Такая технология не применима для масштабной переработки глубокозалегающих горючих сланцев, прежде всего, из-за неизбежных экологических загрязнений и больших финансовых капитальных затрат на бурение большого количества вертикальных скважин, находящихся в зоне сдвижения вышележащего горного массива.

Наиболее близкими техническими решениями являются запатентованные способы огневого воздействия на пласты твердых горючих ископаемых [Патент № 2388790, 2010 г. и Патент № 2441980, 2012 г.]. Однако они не учитывают в достаточной мере особенностей термической возгонки горючих сланцев в условиях их глубокого залегания и последствия проявления горного давления.

Задачей данного изобретения является создание промышленной технологии, учитывающей все особенности термической переработки горючих сланцев, при минимальных затратах на сооружение подземного генератора продуктов разложения сланцевой массы.

Поставленная задача решается и технологический результат достигается тем, что в известном способе термической переработки горючих сланцев, заключающемся в бурении на залежь горючих сланцев серии скважин различного назначения, создании в ней очага горения, нагнетании через отдельные скважины окислителя, преимущественно воздуха, и отводе через другие продуктотводящие скважины парогазовой смеси, и, наконец, разделении последней в химическом комплексе на газовую и смоляную фракции, на залежь горючих сланцев бурят параллельные чередующиеся дутьевые и продуктоотводящие скажины, каждая из которых имеет породную, пройденную по породам с земной поверхности до сланцевой залежи, и сланцевую часть, пройденную по сланцам, преимущественно по подошвенному (нижнему) слою залежи, забои этих скважин пересекают поперечной сбоечной скважиной, пройденной по подошвенному слою залежи; при этом породные части всех этих скважин обсаживаю трубами и цементируют, а в сланцевые части опускают хвостовики на всю их длину, все дутьевые, продуктоотводящие и поперечную скважины соединяют в единую гидравлически связанную систему, а очаг горения сланца создают на забое специальной вертикальной розжиговой скважины и распространяют его от нее гидродинамическим способом по всем сланцевым буровым каналам согласно специальному технологическому регламенту: вертикальную розжиговую скважину бурят на торцевой забой поперечной скважины, в последнюю нагнетают воздушное дутье и перемещают очаг горения ему навстречу; при этом в поперечную скважину вместе с хвостовиком предварительно опускают специальное устройство для фиксации очага горения по длине сланцевой части и устанавливают зависимость скорости противоточного перемещения очага горения (w) от расхода (q) нагнетаемого воздушного дутья - w=f(q); после завершения огневой проработки сланцевой части поперечной скважины нагнетают воздушное дутье в первую продуктоотводящую скважину согласно зафиксированной на поперечной скважине зависимости w=f(q), после появления признаков (появление продуктов горения в отбираемой пробе) соединения первой дутьевой скважины с поперечным термически проработанным каналом в нее нагнетают воздушное дутье в умеренном количестве и перемещают противоточно очаг горения на требуемую длину согласно ранее зафиксированной зависимости w=f(q); после огневой проработки сланцевой части первой продуктоотводящей скважины ее переводят на режим отвода парогазовой смеси, а охлаждение последней до температуры ниже температуры кипения сланцевой смолы осуществляют на входе в обсаженную породную часть продуктоотводящей скважины; дутьевую скважину эксплуатируют в переменном гидродинамическом режиме (на умеренном расходе воздушного дутья 300-500 м/ч для перемещения очага горения навстречу дутью на заранее выбранное расстояние, а затем на рабочем расходе воздушного дутья 10-12 тыс. м³/ч для фиксации очага горения и термической обработки сланца между дутьевой и продуктоотводящей скважинами); после завершения термической обработки сланца между дутьевой и продуктоотводящей скважинами переходят на умеренный расход воздушного дутья и перемещают очаг горения на требуемое расстояние (10-15 м), а затем снова переходят на рабочий расход воздушного дутья и так, многократно меняя гидродинамический режим нагнетания воздушного дутья, термически отрабатывают все промышленные запасы горючего сланца между дутьевой и продуктоотводящей скважинами, при этом переход в нагнетании рабочего расхода воздушного дутья к умеренному его расходу, а следовательно, к новой точке подвода рабочего расхода воздуха определяют по количеству необходимого для термопереработки пласта сланца между дутьевой и соседними продуктоотводящими скважинами по формуле

Q_д=L·h·l·γ·B_г·ϑ_уд,

где Q_д - суммарное количество требуемого воздушного дутья, м³;

L - расстояние между продуктоотводящими скважинами, м;

h - мощность (высота) пласта сланца, м;

l - расстояние по пласту сланца (10-15 м);

γ - удельный вес сланца, т/м³;

B_г - удельный выход газа, м³/кг;

ϑ_уд - удельный расход воздуха на образование газа, м³/м³.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с аналогами и прототипом показывает, что предлагаемый способ в предложенной совокупности существенных признаков не известен из уровня техники и отвечает критерию «новизна».

При этом конкретные технические решения обеспечивают реальное воплощение подземной термической переработки сланцев на глубоких горизонтах с максимальным выходом жидких фракций, что придает заявляемому техническому решению "существенный технический результат".

Предложенный способ иллюстрируется принципиальным схемным решением, характеризующим его результативность.

На чертеже схематически в качестве примера представлен модуль подземного генератора продуктов термического разложения горючих сланцев на месте их естественного залегания (в плоскости пласта сланца). Расширение количества модулей по простиранию может быть многократно.

Рассмотрим основные этапы реализации предлагаемого способа скважинной термической переработки горючих сланцев.

На пласт горючего сланца бурят две продуктоотводящие скважины 1 и между ними одну дутьевую скважину 2. Каждая из этих скважин состоит из обсаженной 3, пройденной по породам с земной поверхности до сланцевого пласта, и необсаженной 4, пройденной по пласту сланца, преимущественно по нижней его пачке. На предполагаемом горизонте первоначального розжига бурится поперечная скважина, состоящая из обсаженной 5 и сланцевой 6 частей.

При размещении подземного генератора на глубинах 300 м и более, а также наличия в сланцевой залежи пропластков известняка и песчаника, под влиянием горного давления вполне реально их обрушение в буровые каналы. Поэтому сразу же после завершения бурения сланцевой их частей 4 и 6 предусматривается спуск в них хвостовиков из легкоплавкого материала (на чертеже показаны пунктиром вдоль буровых каналов 4 и 6).

Все пробуренные по пласту сланца скважины соединяют в единую гидравлически связанную систему либо в процессе навигационного бурения, либо методом гидравлического разрыва. В специальной вертикальной скважине 7 осуществляют розжиг сланца и, нагнетая в нее компрессорный воздух, выжигают часть сланца в пласте.

Продукты горения фильтруются по пласту, часть из них попадает в поперечную скважину и в крайнюю (ближайшую) продуктоотводящую скважину 1. По ним непрерывно отбирают пробу на химический анализ, после обнаружения в смеси CO₂ (и других продуктов горения сланца) в поперечную скважину начинают нагнетать в количестве 300-400 м³/ч воздушное дутье, а вертикальную скважину 7 переводят на режим газоотвода.

На этом режиме очаг горения будет перемещаться навстречу нагнетаемому воздуху с ожидаемой скоростью 2-3 м/ч. Для своевременной фиксации перемещения очага горения под колонну 5 поперечной скважины в нее предварительно опускают специальное устройство, фиксирующее подъем температуры (например, замыкание электрической цепи при температуре выше 200°C) и выполненное согласно патенту (№ 2236599, 2004 г.).

В процессе огневой проработки сланцевой части 6 поперечной скважины фиксируют зависимость скорости противоточного перемещения очага горения (w) от расхода воздушного дутья (q)-w=f(q) в диапазоне изменения q от 100 до 1000 м³/ч. Пользуясь этой зависимостью, прорабатываются сланцевые каналы 4 всех остальных продуктоотводящих скважин 1.

После огневой проработки сланцевого канала 6 и появления продуктов горения в крайней продуктоотводящей скважине 1 в нее начинают нагнетать воздух. При этом его количество выбирают согласно зафиксированной на поперечной скважине зависимости w=f(q). Ожидаемая скорость противоточного перемещения очага горения вдоль сланцевого канала 4 продуктоотводящей скважины 1 равна 1-2 м/ч, что будет соответствовать расходу воздушного дутья, выбранному в диапазоне 300-1000 м³/ч.

Особый режим эксплуатации организуют на дутьевой скважине 2. Вместо многочисленных вертикальных скважин, предусмотренных в прототипе (патент № 2388790, 2010 г.) для нагнетания воздушного дутья по мере огневой переработки сланца между ней и продуктоотводящими скважинами 1, бурится одна дутьевая скважина. При этом после соединения ее с проработанным сланцевым каналом поперечной скважины 6 организуют на ней особый (гидродинамический) технологический режим.

Процесс термической переработки сланца осуществляют на расходе воздуха 10-12 тыс. м³/ч. После отработки 10-15-метровой полосы между дутьевой и продуктоотводящей скважинами снижают расход воздуха до 300-400 м³/ч, что вызывает перемещение воспламененной зоны навстречу воздуху. Желательная скорость противоточного перемещения очага горения 1-2 м/ч, что регулируют по ранее определенной зависимости w=f(q).

Так, переходя от рабочего расхода воздуха 10-12 тыс. м³/ч к кратковременному снижению его количества до 300 м³/ч, перемещают воспламененную сланцевую поверхность на заданные 10-15 м по направлению к породной части дутьевой скважины 2 (ожидаемое время противоточного перемещения очага горения 5-10 ч).

Изменяя периодически таким образом гидродинамический режим на дутьевой скважине, переносим воспламененную зону в сланцевой залежи на заданные 10-15 м (точки 8 на чертеже), постепенно термически перерабатываем все запасы между дутьевыми 2 и продуктоотводящими 1 скважинами. Отработанные запасы сланца на чертеже условно показаны пунктирными линиями.

Остальные дутьевые 2 и продуктоотводящие 1 скважины промышленного генератора вводятся в эксплуатации аналогично рассмотренным выше скважинам модуля, представленного на чертеже.

Характерной особенностью рассмотренного технологического процесса является активное газообразование в непосредственной окислительной зоне и далее обогащение низкокалорийного газа (при температуре от 1200°C) продуктами термического разложения керогена сланцевой залежи (C₂₊) при движении парогазовой смеси вдоль реакционного канала подземного генератора.

В химическом поверхностном комплексе осуществляют улавливание, очистку и подготовку газовой и смоляной фракций к потреблению.

Заявляемый способ планируется осуществить при бесшахтной разработке поволжских горючих сланцев.

1. Способ подземной огневой разработки залежи горючих сланцев, заключающийся в бурении на залежь горючих сланцев серии параллельных чередующихся дутьевых и продуктоотводящих скважин, каждая из которых имеет породную, пройденную по породам с земной поверхности до сланцевой залежи, и сланцевую часть, пройденную преимущественно по подошве залежи, забои этих скважин пересекают поперечной сбоечной скважиной, при этом породные части этих скважин обсаживают трубами и цементируют, отличающийся тем, что в сланцевые части всех скважин опускают хвостовики из легкоплавкого металла, при этом в поперечную сбоечную скважину вместе с хвостовиком опускают устройство для фиксации очага горения по длине сланцевой части; создают на забое вертикальной розжиговой скважины очаг горения и устанавливают зависимость скорости противоточного перемещения очага горения от расхода нагнетаемого воздушного дутья, а после завершения огневой проработки сланцевой части поперечной сбоечной скважины нагнетают воздушное дутье в первую продуктоотводящую скважину согласно зависимости, зафиксированной ранее на поперечной сбоечной скважине.

2. Способ подземной огневой разработки залежи горючих сланцев по п.1, отличающийся тем, что все дутьевые, продуктоотводящие и поперечную скважины соединяют в единую гидравлически связанную систему, а очаг горения сланца распространяют гидродинамическим способом по всем сланцевым буровым каналам.

3. Способ подземной огневой разработки залежи горючих сланцев по п.2, отличающийся тем, что после огневой проработки сланцевой части первой продуктоотводящей скважины ее переводят на режим отвода парогазовой смеси, а охлаждение последней до температуры ниже температуры кипения сланцевой смолы осуществляют на входе в обсаженную породную часть продуктоотводящей скважины.

4. Способ подземной огневой разработки залежи горючих сланцев по п.2, отличающийся тем, что дутьевую скважину эксплуатируют в переменном гидродинамическом режиме: на умеренном расходе воздушного дутья 300-500 м³/ч для перемещения очага горения навстречу дутью на заранее выбранное расстояние, а затем на рабочем расходе воздушного дутья 10000-12000 м³/ч для фиксации очага горения и термической обработки сланца между дутьевой и продуктоотводящей скважинами; после завершения термической обработки сланца между этими скважинами переходят на умеренный расход воздушного дутья и перемещают очаг горения на требуемое расстояние (10-15 м), а затем снова переходят на рабочий расход воздушного дутья и так, многократно меняя гидродинамический режим нагнетания воздушного дутья, термически отрабатывают все промышленные запасы горючего сланца между дутьевой и продуктоотводящей скважинами.

5. Способ подземной огневой разработки залежи горючих сланцев по п.4, отличающийся тем, что переход в нагнетании рабочего расхода воздушного дутья к умеренному его расходу, а следовательно, к новой точке подвода рабочего расхода воздуха определяют по количеству воздуха, необходимого для термопереработки пласта сланца между дутьевой и соседними продуктоотводящими скважинами.

Похожие патенты:

Способ подземной газификации // 2521255

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для получения газообразного энергоносителя из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение напряжения к электродам, пропускание электрического тока и нагрев пласта за счет джоулева тепла.

Способ извлечения высокомолекулярного сырья нефтегазоконденсатного месторождения // 2519310

Изобретение относится к тепловым методам разработки трудноизвлекаемых тяжелых углеводородных залежей путем их нагрева. Обеспечивает создание огневой технологии воздействия на залежь тяжелых углеводородов для создания коллекторов повышенной дренирующей способности.

Способ утилизации диоксида углерода (со2)из газа подземной газификации угля (пгу) // 2513947

Изобретение относится к области горного дела и может быть применено при подземной газификации угля. Способ заключается в том, что выделенный в поверхностном химическом комплексе СО2 делят на два потока: первый из них нагнетают в дутьевые скважины эксплуатируемого подземного газогенератора и инициируют в зонах газификации эндотермическую химическую реакцию СО2+С=2СО-q, обогащая при этом газ ПГУ горючим компонентом СО; второй поток СО2 нагнетают в отработанный подземный газогенератор.

Способ управления газовыделением при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта // 2512049

Способ относится к области горной промышленности, в частности к угольной, и может быть использован при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов.

Способ подземной газификации угля // 2490445

Изобретение относится к способам подземной газификации угольных пластов путем превращения угольной массы на месте ее залегания в горючий газ, который может использоваться в различных энергетических установках.

Способ подземной газификации // 2477788

Изобретение относится к горному делу, в частности, к способам подземной газификации твердых ископаемых топлив и может быть использовано для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания.

Способ производства водорода при подземной газификации угля // 2443857

Изобретение относится к области горного дела, а конкретнее к области подземной газификации угля - ПГУ и производству на ее основе водорода. .

Способ технологии управляемой подземной газификации угля // 2441980

Изобретение относится к области горного дела и может быть применено в технологии подземной газификации угля (ПГУ). .

Способ подготовки энергетического газа подземной газификации каменных и бурых углей // 2439313

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при разработке месторождений каменных и бурых углей путем подземной газификации и направлено на улучшение экологических показателей процесса подготовки энергетического газа.

Способ утилизации изношенных автомобильных шин при разработке угольных пластов методом подземной газификации // 2435954

Изобретение относится к горному делу и к переработке бытовых и (или) промышленных отходов, в частности к разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов по технологии подземной газификации, и утилизации изношенных автомобильных шин.

Способ подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля // 2522785

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в подземной газификации бурого угля в тонких и средней мощности пластах. Способ включает осушение угольного пласта, нагнетание в реакционный канал окислителя по вертикальным дутьевым скважинам, отсос из него продуктов газификации через газоотводящие скважины и минимизацию давления в реакционном канале. При этом дополнительно бурят две вертикальные скважины до почвы угольного пласта и соединенные с ними две вертикальные скважины длиной 100-140 м на границах отрабатываемого участка газифицируемого угольного пласта на расстоянии 50-60 м друг от друга, а также нагнетательные скважины по центру данного участка пласта с шагом 15-20 м. В качестве окислителя используют атмосферный воздух с добавкой парокислородной смеси в количестве 20000-50000 м3/ч, поддерживают температуру огневого забоя на уровне 550-700°С, а управляют огневым забоем последовательным переключением на нагнетательную скважину, к которой подходит огневой забой, а также путем изменения количества нагнетаемого окислителя. Технический результат заключается в обеспечении устойчивого горения в огневом забое фильтрационного канала и повышении калорийности энергетического газа при подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля. 1 ил., 1 табл.

Способ комплексного освоения месторождений бурого угля // 2526953

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексного освоения месторождений бурого угля. Технический результат заключается в обеспечении эффективного комплексного использования месторождений бурого угля и комплексной защите окружающей среды от воздействия технологического процесса. Способ комплексного освоения месторождений бурого угля включает деление месторождения на блоки, бурение дренажных скважин и подземную газификацию угля, растворение золошлаковых остатков угля и откачку продуктивного раствора на поверхность для последующей экстракции ценных компонентов, заполнение выработанного пространства блока закладочным материалом. Бурят 6 рядов вертикальных скважин, расположенных в блоке друг от друга на расстоянии 20…25 м, которые последовательно используют как дренажные, продуктивные для газификации угля, для растворения и извлечения золошлаковых остатков угля и для нагнетания закладочной смеси. В каждом ряду располагают 10…12 вертикальных скважин на расстоянии 15…20 м друг от друга. Откачивают подземную воду и через узел водоподготовки направляют к потребителю. Газ подземной газификации угля очищают от примесей в узле очистки энергетического газа и сжигают в локальной газовой электростанции. Образующийся диоксид углерода нагнетают в закладочный массив посредством узла аккумулирования, а продуктивный раствор очищают от твердых примесей и откачивают по трубопроводу к химико-технологическому узлу, связанному с закладочным комплексом посредством узла неутилизированных отходов. 1 ил., 2 табл.

Способ комплексного освоения угольного месторождения // 2530143

Изобретение относится к комплексному освоению угольного месторождения при подземной газификации угля. Способ комплексного освоения угольного месторождения включает бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, гидравлически связанных между собой по угольному пласту, осуществление через них гидродинамического воздействия с образованием зоны искусственных полостей и трещин и огневого воздействия на угольный пласт с образованием очага горения, перемещаемого от дутьевой скважины в сторону газоотводящей скважины, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов. Особенностью способа является то, что в пространстве между дутьевой и газоотводной скважинами бурят на равном расстоянии друг от друга ряд питающих скважин с поверхности в зону искусственных полостей и трещин, в очаг горения сначала по дутьевой, а потом по мере перемещения очага горения и по питающим скважинам подают пыль минерала, содержащего химически активный элемент, на выходе из газоотводящей скважины генераторный газ сепарируют, выделяя из него газообразные соединения ценных химических элементов и переводя их в жидкоподвижное состояние для извлечения ценных элементов. Технический результат заключается в повышении эффективности комплексного освоения угольного месторождения. 1 ил.

Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев // 2530146

Изобретение относится к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации горючих сланцев. Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев включает бурение дутьевых, газоотводящих и питающих скважин. Через дутьевые скважины осуществляют огневое воздействие на пласт, через питающие - подачу углеродсодержащего материала, а получение генераторного газа - через газоотводящие скважины. При этом осуществляют управление перемещением очага горения в плоскости пласта. Особенностью способа является то, что перед огневым воздействием осуществляют разупрочнение пласта созданием вдоль траектории перемещения очага горения зоны искусственных полостей и трещин, скорость перемещения очага горения контролируют измерением температуры газов в питающих скважинах. В качестве углеродсодержащего материала используют промпродукт мокрого обогащения каменных углей, брикетированные твердые бытовые и другие промышленные отходы. Выработанное пространство заполняют негорючей частью отходов. Технический результат заключается в повышении эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев. 1 ил.

Способ газификации угля в недрах земли // 2535934

Изобретение относится к технологиям подземной газификации угольных пластов посредством преобразования угля на месте его залегания в горючий газ, который в качестве топлива может использоваться в энергоустановках разного типа. Способ включает бурение дутьевой и газоотводящей скважин, установку колонн труб, соединение скважин по угольному пласту гидроразрывом, заполнение образованного канала катализатором, осуществление розжига угольного пласта с нагревом его до температур 300-500 °С, подачу в канал перегретого водяного пара той же температуры, отвод через газоотводящую скважину горючего газа. При этом операции гидроразрыва и заполнения канала катализатором совмещают посредством использования в качестве материала проппанта катализатора на базе оксидов железа. Технический результат заключается в ускоренном процессе газификации угля в недрах земли при одновременном снижении стоимости получаемого горючего газа. 2 з.п. ф-лы.

Способ термической утилизации твердых бытовых отходов // 2536944

Изобретение относится к области переработки, обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. Для термической утилизации отходов бурят скважину, проводят газификацию органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом. При этом скважину бурят на полигоне захоронения отходов. Газификацию проводят непосредственно в массиве складированных отходов с помощью проложенной в скважине газовоздушной магистрали, которую перемещают внутри массива по вертикали путем погружения/извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб. Изобретение обеспечивает стабилизацию массива отходов, сокращение энергозатрат и затрачиваемого времени.

Комплекс для газификации угля // 2539055

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для газификации угля. Комплекс включает подземный газогенератор, при этом отводящая скважина размещена в центре газифицируемого участка угля, а подающие скважины размещены вокруг нее по периферии газифицируемого участка угля. Парогенерирующее оборудование включает два спиральных трубопровода, обвитых вокруг газоотводящей трубы, первый из которых выполнен на ее верхнем участке, а второй выполнен ниже первого. Приемное отверстие первого спирального трубопровода сообщено с источником воды, а его выпускное отверстие сообщено соединительным трубопроводом с приемным отверстием второго спирального трубопровода. При этом выпускное отверстие второго спирального трубопровода, размещенное в его верхней точке, сообщено с паровой турбиной посредством паропровода. Причем выход паровой турбины через узел приготовления дутья сообщен с подающей скважиной, которая дополнительно сообщена с паропроводом через обводной паропровод. Обводной паропровод пропущен через узел приготовления дутья с возможностью эжектирования его содержимого, кроме того, на поверхности размещен узел сушки углеродсодержащих твердых отходов, сообщенный с их дезинтегратором, выход которого сообщен с узлом приготовления дутья. В качестве средства утилизации CO2 использована линия по производству углекислоты или накопитель углекислоты, выполненный с возможностью ее регулируемого сброса в узел приготовления дутья. Технический результат заключается в повышении эффективности утилизации тепла исходящих газов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ комплексного освоения подземной угольной формации через скважины // 2539517

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для освоения подземной угольной формации. Эксплуатационный участок залежи угля разбивается на эксплуатационные панели, которые в определенной последовательности разбуриваются до подошвы угольного пласта скважинами среднего и большого диаметров, и которые через эти скважины последовательно отрабатываются в процессе подземной газификации угля с получением полезных продуктов - горючего газа, технологического пара, электроэнергии, и после завершения выгазовки угля с получением полезных продуктов - металла скандия из золы и биогаза из захороненных в выработанном объеме панели твердых бытовых отходов. Технический результат заключается в повышении эффективности освоения подземной угольной формации через технологические скважины за счет комплексного использования теплового ресурса процесса горения угля, минеральной части золы угля, выгазованного объема подземного газогенератора. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ подземной газификации угля в условиях многолетней мерзлоты // 2541999

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для газификации угля в условиях многолетней мерзлоты. Способ включает бурение скважин с обсаживанием их трубами с оставлением у забоя скважин необсаженного участка длиной 1,5-2,0 м. Сбойку скважин между собой производят гидроразрывом угольного пласта с помощью труднозамерзающей горючей жидкости, например керосином. Образовавшиеся щели промывают этой же жидкостью не менее 3 раз. Обсадные трубы извлекают из скважин по мере выжигания угольного пласта. Технический результат заключается в упрощении процесса подземной газификации углей и повышении надежности гидроразрыва пласта угля. 2 ил.

Скважина-утилизатор // 2544196

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при подземной газификации углей. Скважина-утилизатор содержит трубу для отвода горючего газа и теплообменник, размещенный в затрубном пространстве, с возможностью съема тепла отходящих газов, выполненный с возможностью подачи воды от ее источника в нижнюю часть теплообменника. При этом теплообменник включает два спиральных трубопровода, обвитых вокруг трубы для отвода горючего газа, первый из которых выполнен на ее верхнем участке, предпочтительно примыкающем к поверхности, а второй выполнен ниже первого. Причем приемное отверстие первого спирального трубопровода размещено на земной поверхности и сообщено с источником воды, а его выпускное отверстие, размещенное на его нижнем конце, сообщено соединительным трубопроводом с приемным отверстием второго спирального трубопровода, размещенным в его нижней точке, предпочтительно у нижнего торца затрубного участка. Кроме того, выпускное отверстие второго спирального трубопровода, размещенное в его верхней точке, посредством паропровода сообщено с потребителем перегретого пара, расположенным на земной поверхности. В качестве потребителя перегретого пара использована паровая турбина с противодавлением. Кроме того, спиральные трубопроводы размещены в контакте с трубой для отвода горючего газа. Технический результат заключается в повышении эффективности утилизации тепла исходящих газов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.