CN110131781A - 一种中深层地热同井采灌系统 - Google Patents

一种中深层地热同井采灌系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中深层地热同井采灌系统，包括取热供暖组件以及地下采热组件，地下采热组件包括地热井以及保温管，地热井采用金属井壁，金属井壁在含水热储层的部分设有上部筛管以及下部筛管，保温管的内部形成出水通道，保温管与金属井壁之间的环形空间形成进水通道，上部筛管与下部筛管之间的进水通道内设有封隔器。本发明通过封隔器的作用，可以确保注入水流进含水热储层内，而且含水热储层同时存在上部的静压作用和底部的抽吸作用，可保证回灌的驱动力，同时通过上部岩石的导热和下部对流换热，实现全井段取热，大幅提高单井取热量，避免了打回灌井，且取热量大于单井封闭取热，拓宽了出水量少的地热井的利用方式，降低了投资风险。

Description

一种中深层地热同井采灌系统
技术领域
本发明涉及地热供暖技术，具体涉及一种中深层地热同井采灌系统。
背景技术
我国北方雾霾严重，冬季供暖进一步加重了雾霾，现阶段对清洁能源供暖技术需求迫切。地热能作为一种清洁能源，在北方供暖中越来越受到重视。但目前在地热供暖实施过程中面临着地热勘探及钻井费用高，风险大的难题。特别是在打水热型地热井时，常出现出水量少的地热井，这种情况加大了企业的投资风险，一定程度上阻碍了地热供暖的快速规模化推广。对于打出的出水量少的地热井，废弃了可惜，如果要抽水利用，必须要再打回灌井，增加了投资回收期。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种中深层地热同井采灌系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种中深层地热同井采灌系统，包括取热供暖组件以及地下采热组件，所述取热供暖组件设置在地表处，所述地下采热组件包括贯穿设置在地下的致密岩石层与含水热储层的地热井以及设置在地热井中部的保温管，所述地热井采用金属井壁，所述保温管连通地热井的井口以及井底，所述金属井壁在含水热储层的部分设有上部筛管以及下部筛管，所述保温管的内部形成出水通道，所述保温管与金属井壁之间的环形空间形成进水通道，所述上部筛管与下部筛管之间的进水通道内设有封隔器。
进一步地，所述取热供暖组件包括热泵机组、注入泵以及潜水泵，所述潜水泵设置在出水通道的出口处，并浸于出水通道内的静水位之下，所述注入泵连接至进水通道的入口处，所述潜水泵、热泵机组以及注入泵依次相连。
进一步地，所述注入泵与进水通道的入口之间还设有过滤器。
进一步地，所述保温管为采用PPR管制成的保温管。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明通过封隔器的作用，可以确保注入水流进含水热储层内；
2、含水热储层同时存在上部的静压作用和底部的抽吸作用，可保证回灌的驱动力；
3、通过上部岩石层的导热和下部含水热储层的对流换热，实现全井段取热，大幅提高单井取热量；
4、避免了打回灌井，且取热量大于单井封闭取热，拓宽了出水量少的地热井的利用方式，降低了投资风险。
附图说明
图1为中深层地热同井采灌系统的结构示意图；
附图标记说明：1、热泵机组；2、注入泵；3、致密岩石层；4、金属井壁；5、静水位；6、潜水泵；7、保温管；8、上部筛管；9、封隔器；10、含水热储层；11、下部筛管；12、过滤器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1所示，一种地热单井导热加对流全井段取热的地热采热系统，包括取热供暖组件以及地下采热组件，取热供暖组件设置在地表处，地下采热组件包括地热井以及设置在地热井中部的保温管7，保温管7采用PPR管制成，地热井需要贯穿地下的致密岩石层3以及致密岩石层3下的含水热储层10，也就是说需要完全贯穿覆盖含水热储层10的长度，直达另一致密岩石层3。地热井采用金属井壁4，保温管7连通地热井的井口以及井底，保温管7与金属井壁4之间的环形空间形成进水通道，保温管7的内部形成出水通道。进水通道、出水通道与处于地表的取热供暖组件结合形成取热循环。
金属井壁4在含水热储层10的部分设有上部筛管8以及下部筛管11，一般上部筛管8处于含水热储层10靠近地表的一端，下部筛管11处于含水热储层10远离地表的一端。在上部筛管8与下部筛管11之间的进水通道内设有封隔器9，封隔器9设置在紧贴上部筛管8的下方，其作用在于阻断该部分的进水通道，避免该部分进水通道内有水流入，进而令水全部流经含水热储层10，进而充分利用含水热储层10对水进行加热。
处于地表上的取热供暖组件包括热泵机组1、注入泵2以及潜水泵6，潜水泵6的位置设置在出水通道的出口处，并浸于出水通道处的静水位5之下，注入泵2连接至进水通道的入口处，潜水泵6、热泵机组1以及注入泵2依次相连，以形成循环的回路，即是从出水通道利用潜水泵6将出水通道内的水抽出，再利用热泵机组1将地热井出水提升温度后供暖，最后利用注入泵2将低温水回注入地热井。而在注入泵2与进水通道之间，还能设置有一个过滤器12，过滤器12的主要作用是防止有杂质流入堵塞筛管。
具体地，以井深2000m的地热井为例，含水热储层10的厚度为200m，储层内地热水的温度为60℃。热泵机组1的回水温度为10℃，10℃的地热水经注入泵2后注入地热井。在地热井的进水通道，首先通过上部1800m的岩石导热加热10℃的地热水。在井深1800m附近，由于封隔器9的作用，地热水经上部筛管8流进含水热储层10。在下部筛管11处，含水热储层10内的地热流体流进保温管7内。假设从下部筛管11处流出的含水热储层10内的地热水温度为40℃。40℃的地热水经潜水泵6提升后，进入热泵蒸发器。40℃的地热水经热泵机组1取热后，变为10℃，继续注入地热井取热。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种中深层地热同井采灌系统，其特征在于：包括取热供暖组件以及地下采热组件，所述取热供暖组件设置在地表处，所述地下采热组件包括贯穿设置在地下的致密岩石层与含水热储层的地热井以及设置在地热井中部的保温管，所述地热井采用金属井壁，所述保温管连通地热井的井口以及井底，所述金属井壁在含水热储层的部分设有上部筛管以及下部筛管，所述保温管的内部形成出水通道，所述保温管与金属井壁之间的环形空间形成进水通道，所述上部筛管与下部筛管之间的进水通道内设有封隔器。
2.根据权利要求1所述的中深层地热同井采灌系统，其特征在于：所述取热供暖组件包括热泵机组、注入泵以及潜水泵，所述潜水泵设置在出水通道的出口处，并浸于出水通道内的静水位之下，所述注入泵连接至进水通道的入口处，所述潜水泵、热泵机组以及注入泵依次相连。
3.根据权利要求2所述的中深层地热同井采灌系统，其特征在于：所述注入泵与进水通道的入口之间还设有过滤器。
4.根据权利要求1所述的中深层地热同井采灌系统，其特征在于：所述保温管(7)为采用PPR管制成的保温管。
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