BE829804A - Procede et appareillage pour le refroidissement des gaz de gazeification souterraine des gisements de combustibles solides - Google Patents

Description

  "Procédé et appareillage pour le refroidissement des

  
gaz de gazéification souterraine des gisements de

  
combustibles solides". 

  
 <EMI ID=1.1> 

  
bustibles solides qui répond à trois objectifs : 
- assurer la résistance mécanique des tubages en dépit de la haute température des gaz qui y circulent; <EMI ID=2.1>  roches encaissantes en évitant la désagrégation du cimentage par des effets thermiques;
- récupérer la chaleur sensible des gaz de gazéification sous une forme utilisable pour la production d'énergie.

  
Le dispositif proposé a la forme d'un tubage à double paroi, dans lequel on réalise une circulation d'eau.

  
L'adoption de ce dispositif présente cependant trois inconvénients : 
- Le tubage à double paroi est plus rigide qu'un tubage normal, ce qui exclut son utilisation dans des sondages présentant des courbures importantes.
- Le tubage à double paroi entraîne une forte réduction de la surface offerte au passage des gaz; cette réduction doit être compensée par une augmentation du diamètre des sondages, ce qui entraîne une augmentation de leur coQt.
- Le tubage à double paroi est un dispositif de <EMI ID=3.1> 

  
susceptible d'être récupéré après utilisation.

  
La présente invention a pour objet de remédier à

  
ces inconvénients et de résoudre le problème du refroidissement des gaz et de la protection du tubage grâce à un procédé consistant à introduire dans le tubage un dispositif tubulaire dans lequel on réalise une circulation d'eau en vue

  
de refroidir le gaz, de récupérer sa chaleur sensible et de maintenir la paroi du tubage à une température suffisamment faible et suffisamment constante pour que l'étanchéité du joint  <EMI ID=4.1> 

  
mise par des effets thermiques.

  
Dans le procédé conforme à l'invention, le sondage est revêtu d'un tubage simple dont la majeure partie est constituée d'éléments standardisés en acier ordinaire, l'étanchéité entre la roche et le tubage étant réalisée par oimentage suivant la technique courante. Les tubes destinés au revêtement de la partie la plus profonde du sondage sont constitués d'éléments en acier spécial au chrome-nickel capables de résister

  
à des températures élevées; ils ne sont pas cimentés contre la paroi de la roche, afin de rester librement dilatables.

  
L'invention concerne également m appareillage destiné à réaliser le procédé, appareillage qui est plus simple, moins encombrant , moins coûteux et susceptible d'être récupéré après utilisation. Cet appareillage comporte un dispositif tubulaire à circulation d'eau constitué d'un tube fermé à sa partie inférieure et dont le diamètre est compris entre 40 et

  
 <EMI ID=5.1> 

  
rieur de plus petit diamètre utilisé pour l'adduction d'eau.

  
Un dispositif de refroidissement suivant l'invention est schématisé au dessin annexé. Il est réalisé sous la forme

  
 <EMI ID=6.1> 

  
du diamètre utile du tubage 2 et qui pend librement à l'intérieur de celui-ci. Ce tube 1 est fermé à sa partie inférieure par un fond de forme hémisphérique 3 et il renferme un tube intérieur 4 de plus petit diamètre.

  
Le gaz à haute température et à haute pression en provenance de la zone de gazéification circule de bas en haut dans l'espace annulaire compris entre le tubage 2 et le tube de refroidissement 1 et en sort par la tubulure latérale 5.

  
L'eau destinée au refrddissement du gaz et à la production de vapeur est alimentée par la pompe (6) et intro-duite au fond du tube de refroidissement par le tube intérieur

  
(4).

  
Un échange de chaleur très actif se produit entre l'eau et les gaz chauds, à travers la paroi du tube (1).

  
L'eau surchauffée remonte dans l'espace annulaire compris entre les tubes (1) et (4) et y subit une vaporisation

  
 <EMI ID=7.1> 

  
diminution de pression. La vapeur produite est évacuée par

  
la tubulure latérale (7) et par l'intermédiaire de conduites calorifugées, elle est dirigée vers la centrale de production d'énergie.

  
Au contact de la paroi refroidie par l'eau de cir-  culation, le gaz qui remonte dans l'espace annulaire entourant  le tube (1) se refroidit rapidement et il parvient dans la partie cimentée du tubage à une température suffisamment faible et suffissamment constante, pour que l'étanchéité du joint de ciment qui relie le tubage à la roche ne soit pas compromise par des effets thermiques.

  
A titre d'exemple, si le tube (1) a un périmètre

  
 <EMI ID=8.1> 

  
du fait de la circulation d'eau, l'échange de chaleur qui se produit à travers 1 mètre de longueur de tube peut se calculer  par la relation : 

  
Q = k (TG - 250). 0,5 (kcal/h)

  
 <EMI ID=9.1> 

  
Compte tenu de la pression et de la vitesse de circulation du gaz qui remonte dans l'espace annulaire compris entre les parois(1) et (2), le coefficient de trans-

  
 <EMI ID=10.1>   <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  

 <EMI ID=13.1> 


  
En intégrant de l'entrée du sondage jusqu'à une

  
 <EMI ID=14.1> 

  

 <EMI ID=15.1> 


  
Si la température du gaz à l'entrée du sondage est

  
 <EMI ID=16.1> 

  
se déduire de la relation : 

  

 <EMI ID=17.1> 


  
Ce calcul montre l'efficacité du dispositif de refroidissement du gaz et oonfirme la possibilité de maintenir la zone cimentée des tubages à une température suffisamment faible et suffisamment constante pour que l'étanchéité du joint de ciment qui relie le tubage à la roche ne soit pas compromise par des effets thermiques.

  
Pour éviter que la circulation de l'eau à l'inté-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
de bulles de vapeur, il importe que la pression d'eau qui

  
règne à l'intérieur de ce tube soit toujours supérieure à la pression qui règne au même niveau dans l'espace annulais 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
i

Claims (1)

1. Pour satisfaire à cette condition,l'orifice inférieur du tube d'adduction est pourvu d'une soupape d'échappement semblable à celle qui est décrite dans le brevet belge <EMI ID=20.1>

   d'un écart suffisamment grand entre la pression qui règne dans

   le tube d'adduction et la pression qui règne dans l'espace annulaire compris entre les tubes (1) et (4).

   S'il est prévu de faire circuler l'eau de refroidissement sans arrêt et à débit constant, le même résultat

   peut être obtenu en terminant le tuyau d'adduotion (4) par un

   fond percé d'un orifice calibré (8) dont le diamètre est

   choisi pour créer une perte de charge qui maintienne la différence de pression au niveau voulu.

   REVENDICATIONS

   1. Procédé pour le refroidissement des gaz de gazéification souterraine des gisements de combustibles solides, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire dans le tubage un dispositif tubulaire dans lequel on réalise une circulation

   <EMI ID=21.1>

   suffisamment faible et suffisamment constante pour que l'étanchéité du joint de ciment qui relie le tubage à la rocht ne

   soit pas compromise par des effets thermiques. 2. Appareillage pour la réalisation du procédé suivant

   <EMI ID=22.1>

   à circulation d'eau est constitué d'un tube fermé à sa partie inférieure, dont le diamètre est compris entre 40 et 60 % du diamètre utile du tubage du sondage, et d'un tube intérieur de plus petit diamètre utilisé pour l'adduction d'eau.

   3. Appareillage suivant revendications 1 et 2&#65533;caractérisé en ce que le tube de petit diamètre utilisé pour l'ad- duction d'eau est terminé à sa partie inférieure par un orifice calibré, dont le diamètre est choisi pour créer une perte de , charge qui maintienne une différence de pression appropriée entre l'intérieur et l'extérieur du tube d'adduction, afin d'éviter que la descente de l'eau dans le tube d'adduction soit entravée par la production de bulles de vapeur.

   4. Appareillage pour le refroidissement des gaz de gazéification souterraine des gisements de combustibles solides, tel que décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé.

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