[发明专利]一种中深层地热能封闭换热结构及其工艺方法在审

专利信息
申请号: 202110624813.8 申请日: 2021-06-04
公开(公告)号: CN113279728A 公开(公告)日: 2021-08-20
发明(设计)人: 宋刚;刘春生;胡汉月;韩泽龙;刘聃;侯岳;何楠;陈剑垚;陈晓林;牛庆磊;崔淑英;田英英;赵明;李小洋 申请(专利权)人: 中国地质科学院勘探技术研究所
主分类号: E21B43/00 分类号: E21B43/00;E21B43/30;E21B33/13;E21B7/06;E21D8/00;F24T10/15
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 史云聪
地址: 300300 天津市东丽*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 深层 地热能 封闭 结构 及其 工艺 方法
【说明书】:

发明公开一种中深层地热能封闭换热结构及其工艺方法;该结构包括地热井地面管网布局模式和地热井井身结构及换热模式,每种模式均分别包括至少两组区块竖井,相邻两组所述区块竖井底部通过开设于热储层的水平井连通,所述区块竖井内铺设有能够与水平井形成闭合回路的管道,所述管道内用于通入换热介质,相邻两组所述区块竖井能够通过位于地面的换热装置对管道内的换热介质实现热交换。基于本发明的换热结构所提供的的中深层地热能封闭换热工艺方法,可采用热传递性能较好的液体进行热交换,实现取热不取水,对地下空间的扰动小,安全环保。

技术领域

本发明涉及中深层地热能采集技术领域,特别是涉及一种中深层地热能封闭换热结构及其工艺方法。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对能源的需求量日益扩大,特别是以煤炭、石油和天然气等化石能源为主的能源消费急剧上升。而化石能源不仅不可再生,而且燃烧会造成严重的环境污染问题,威胁人类社会的可持续发展。因此,大力发展清洁可再生能源已成为世界各国的能源策略。

地热能作为一种绿色低碳、可循环利用的可再生清洁能源,基本不受地理位置、气候和季节的影响,其具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,具有优化能源结构、节能减排和改善环境的重要作用。地热能基本不受地理位置、气候和季节的影响,并具有分布广、储量大、产量稳定和有效工作时间长等优势。

地热能分为水热型地热和干热岩型地热,水热型地热是地下储层中有高温热水,干热岩型地热是地下储层为高温岩石,世界目前开采和利用地热资源主要是水热型地热,即从地面钻井到高温地热储层,然后将地下热水采出地面来使用,干热岩型为将水从地面注入到地下,通过与高温岩石接触后吸收热量加热水体,然后高温水体返排到地面来。

现有的中深层地热开发模式中多采用抽取地下水,然后在地面将水回灌的技术,可能会导致地面沉降加剧、地裂缝活动增加,对地下空间造成损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种中深层地热能封闭换热结构及其工艺方法,以解决上述现有技术存在的问题,可采用热传递性能较好的液体进行热交换,实现取热不取水,对地下空间的扰动小,安全环保。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

本发明提供一种适用于中深层地热能采集的井网结构,包括地热井地面管网布局模式和地热井井身结构及换热模式,每种模式均包括至少两组区块竖井,相邻两组所述区块竖井底部通过开设于热储层的水平井连通,所述区块竖井内铺设有能够与水平井形成闭合回路的管道,所述管道内用于通入换热介质,相邻两组所述区块竖井能够通过位于地面的换热装置对管道内的换热介质实现热交换。地热井井身结构及换热模式包括单组双水平对接井换热模式、双组常规双水平对接井换热模式、双组非常规双水平对接井换热模式、多组非常规双水平对接井换热模式、单组多分支汇聚井联通换热模式、多组多分支汇聚井联通换热模式;地热井地面管网布局模式包括环状循环管网布局模式、网状循环管网布局模式。

可选的,所述管道包括地下管道和地上管道,每组所述区块竖井均包括一个竖井,所述竖井为开设于A区块的第一竖井和开设于B区块的第二竖井,所述第一竖井、第二竖井和水平井内铺设有地下管道,所述换热装置为固定设置于所述第一竖井和第二竖井之间的换热站,所述换热站通过地上管道分别与位于所述第一竖井和第二竖井内的地下管道连通,所述地下管道、地上管道和换热站能够形成闭合回路,此为单组双水平对接井换热模式。

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