[发明专利]一种使用闭环地热能传导进行发电的方法

说明书

本发明公开了一种使用闭环地热能传导进行发电的方法，通过注入井将第一传热流体注入含有第二传热流体的地热加热地层；通过井间管路中的间接热交换加热第一传热流体，井间管路与注入井流体连接，并布置在地热加热地层内；通过与井间管路流体连接的生产井回收加热的第一传热流体，通过闭环系统有利地使用通过地热加热地层内的传导、对流和平流间接加热的超临界传热流体。

技术领域

本发明公开了一种使用闭环地热能传导进行发电的方法，具体而言涉及一种使用闭环系统产生电力的系统和方法，闭环系统有利地使用通过地热加热地层内的传导、对流和平流间接加热的超临界传热流体。

背景技术

发电领域的一个核心悖论是：尽管潜在的地热能至少比所有化石燃料的总和大一个数量级，但实际上地热能只占全球能源组合的1%左右。传统的地热发电利用地热水驱动涡轮机发电，然而我国相对较少的地方能够提供热、水和岩石渗透性的正确组合，从而使地热发电具有成本效益，这是潜在地热发电与实际地热发电之间的差距。

尽管EGS技术取得了稳步的进展，但EGS与其他发电形式相比仍处于成本竞争力的边缘。核心问题是很难产生足够的热水，从注入井流过岩石结构，然后流出生产井。由于岩层的传热系数通常较低，因此必须迫使水通过断裂带中的一系列小裂缝，以最大限度地扩大表面积，并从中吸收所需的热量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种使用闭环地热能传导进行发电的方法，本文公开的实施例涉及用于产生功率的过程。该方法可包括通过注入井将第一传热流体注入含有第二传热流体的地热加热地层。然后，可在与注入井流体连接并布置在地热加热地层内的井间运行中，通过间接热交换来加热第一传热流体。然后可通过与井间管路流体连接的生产井回收加热的第一传热流体。之后可在与注入井和生产井流体连接的动力生产装置中转换回收的加热第一传热流体中包含的热能。该方法还包括为注入井从地球表面钻至地热加热地层内的第一深度的第一钻孔，为生产井从地球表面钻至第二深度的第二钻孔，为连接第一钻孔和第二钻孔的井间钻孔，在井间钻孔内处理套管或管道，在井间套管或管道上穿孔，并在井间套管或管道内处理一个或多个流体导管，流体导管以流体方式连接注入井和生产井。

在另一方面中，本文公开的实施例涉及使用闭环地热能传导进行发电的方法。该系统可包括：注入井和生产井，用于将第一传热流体输送至含有第二传热流体的地热加热地层，以及从该地层输送第一传热流体。该系统还可包括井间运行，该井间运行将注入井与生产井流体连接，并将第一传热流体与第二传热流体隔离。井间管路布置在含有第二传热流体的地热加热地层中，使得第一传热流体由地热加热地层和第二传热流体间接加热。功率产生单元，其被配置为从加热的第一传热流体产生功率。井间管路包括设置在穿孔套管或管道内的多个流体导管。

附图说明

图1为根据本文实施例的发电系统的简化流程图。

图2是是根据本文实施例的穿孔井间管路的横截面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例，图1为根据本文实施例的发电系统的简化流程图，发电系统包括注入井100，其可以是单个注入井或从地下地表延伸至地热加热地层200的注入井网络。电力生产系统还包括生产井120，该生产井可以是单个生产井，也可以是从地下地表延伸的生产井网络。注入井100的下端与井间管路110的第一端流体耦合，部分或全部布置在地热加热的地层200内，该地层200含有布置在地层孔隙和间隙空间内的传热流体，并可通过对流和/或平流在地层内移动。生产井120的下端与井间管路110的第二端流体耦合。