[发明专利]一种无负压地热回灌装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种无负压地热回灌装置及使用方法，属于地热回灌技术领域，包括放置在地面上的过滤装置，过滤装置包括固定安装在地面上的过滤箱，过滤装置用于对尾水进行过滤，地面上设置有稳流装置，稳流装置包括固定安装在地面上的稳流罐，稳流装置用于调节尾水的压力平衡，地面上设置有回灌稳流装置，回灌稳流装置包括固定安装在地面上的回灌井，回灌稳流装置用于控制稳流罐和回灌井的压力平衡。本发明设置稳流装置和回灌稳流装置能够使得地热进行均压回灌，过滤装置的蛟龙机构通过尾水的流动来驱动动作，无需使用额外的动力源，环保节能；同时通过尾水的流动来实现稳流罐和回罐井下部的压力平衡，无需使用电能，环保节能。

技术领域

本发明涉及地热回灌技术领域，特别涉及一种无负压地热回灌装置及使用方法。

背景技术

地热尾水回灌是指将利用后温度下降的地热流体通过回灌井重新注入热储层的一项技术。地热尾水回灌对延长热田使用寿命、减少供热尾水排放对环境污染、预防因开采而引起地面沉降具有十分重要的意义。地下水回灌具有控制地下水位、涵养水资源等功能。为了节约水资源，降低成本，地下水回灌通常都采用原水(即：深基坑开挖抽取的地下水)作为回灌水源，但是，地下水原水回灌很容易发生堵塞，堵塞的原因是由于含水层孔隙率和渗透性降低，进而造成回灌量会随时间的推移不断减少。堵塞问题是制约承压水人工回灌效率的关键，堵塞的产生与回灌水水源的水质、水中各种气体的含量、含水层的矿物成分及颗粒组成特征等多种因素有关。根据其成因，分为物理堵塞、化学堵塞、生物堵塞，其中物理堵塞包括气堵和悬浮物堵塞，流体注入储层的压力方式不同，地热尾水回灌方式可分为加压回灌和负压回灌。当回灌井含水层渗透性较差，地层吸水能力不能满足实际回灌需求时，依靠外力作用在回灌系统中增加压力，从而补偿地层的自然吸水能力，满足回灌需求。当回灌井含水层渗透性较强，如岩溶裂隙型地热回灌井，该类型地热储层吸水能力往往远大于实际回灌需求，此时则采用负压回灌方式。由于负压回灌时，地层吸水能力大于系统尾水流量，常常造成供暖系统内形成真空柱，一方面影响供暖效果，另一方面对地热动态监测带来困难，比如回灌流量监测误差较大。由于常规的负压抑制器会导致空气进入回灌系统，进而导致回灌尾水水质发生变化，堵塞回灌通道，所以急需一种装置来保证回灌系统内压力平衡。

公开号为CN112413914A的中国发明专利公开了一种无负压地热回灌装置及使用方法，其中回灌系统包括稳流罐和氮气补偿装置，所述稳流罐的上部设置有稳流罐压力表,所述稳流罐的进口连接地热尾水进口，所述地热尾水进口和稳流罐的进口之间设置有第一流量计，所述稳流罐的出口连接地热回灌井，所述地回灌井的井口处设置有密封回灌井口装置和井口压力表，所述稳流罐的出口和地热回灌井之间依次设置有第一电控阀和第二流量计，所述氮气补偿装置通过氮气补偿管线分别连接至稳流罐内和地热回灌井内，本发明通过设置稳流罐将地热尾水进口处不稳定的压力转化为稳流罐内可控的压力，通过氮气补偿装置调节稳流罐与地热回灌井内的压力平衡，从而保证回灌系统稳态运行。

上述技术方案仍然不能有效提高回灌效率，因此本发明提供一种无负压地热回灌装置及使用方法，可以有效提高回灌效率，而且结构上易于实现，利用尾水本身可以实现自动控制过滤尾水和通过结构的气压调节实现无负压。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无负压地热回灌装置及使用方法，包括放置在地面上的过滤装置，所述的过滤装置包括固定安装在地面上的过滤箱，所述的过滤装置用于对尾水进行过滤，所述的地面上设置有稳流装置，所述的稳流装置包括固定安装在地面上的稳流罐，所述的稳流装置用于调节尾水的压力平衡，所述的地面上设置有回灌稳流装置，所述的回灌稳流装置包括固定安装在地面上的回灌井，所述的回灌稳流装置用于控制稳流罐和回灌井的压力平衡。

使用时，温度下降后的地热尾水进入过滤装置，将大型固体过滤出去，并通过沙石层进一步过滤，随后尾水进入稳流装置中，尾水经过稳流后进入回灌稳流装置中，最后进入地底热储层。