CN113686035A - 一种中深层高温含水层储能井回灌系统 - Google Patents

Abstract

一种中深层高温含水层储能井回灌系统。本产品其组成包括:开采井、回灌井，所述的开采井内设置潜水泵，所述的潜水泵连接地热水管路，所述的地热水管路连接热泵机组，所述的热泵机组连接空调侧管路，所述的热泵机组连接排气罐，所述的排气罐连接加压泵，所述的加压泵连接主电动阀，所述的主电动阀连接冲洗管线，所述的冲洗管线插入所述的回灌井内，所述的加压泵连接1号电动阀，所述的1号电动阀连接2号电动阀。本发明用于中深层高温含水层储能井回灌系统。

Description

一种中深层高温含水层储能井回灌系统

技术领域：

本发明涉及一种中深层高温含水层储能井回灌系统。

背景技术：

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，与风能、太阳能相比，不受季节、气候、昼夜变化等因素影响，是一种十分宝贵的综合性矿产资源。

含水层储能是以地下水为介质，以100%原水回灌为手段，利用地质热惯性开发的储能技术，通过地下储能井从含水层抽取和回灌地下水，实现储存和回收热能。

中深层高温含水层储能系统温度高、压力大，目前浅层含水层储能井采用的PVC井管不适用这种高温高压环境，需要应用新的成井材料、工艺和与之相配套的回灌系统。

发明内容：

本发明的目的是提供一种人力加压方式疏通管道的一种中深层高温含水层储能井回灌系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种中深层高温含水层储能井回灌系统，其组成包括:开采井、回灌井，所述的开采井内设置潜水泵，所述的潜水泵连接地热水管路，所述的地热水管路连接热泵机组，所述的热泵机组连接空调侧管路，所述的热泵机组连接排气罐，所述的排气罐连接加压泵，所述的加压泵连接主电动阀，所述的主电动阀连接冲洗管线，所述的冲洗管线插入所述的回灌井内，所述的加压泵连接1号电动阀，所述的1号电动阀连接2号电动阀。

所述的一种中深层高温含水层储能井回灌系统，所述的地热水管路顺次连接1号温度传感器、1号压力传感器、1号流量传感器，所述的1号温度传感器、所述的1号压力传感器、1号所述的流量传感器均连接PLC控制平台，所述的PLC控制平台均连接2号温度传感器、2号压力传感器、2号流量传感器，所述的PLC控制平台连接1号液位变送器和2号液位变送器，所述的回灌井连接井口装置，所述的井口装置连接排气阀和3号电动阀。

所述的一种中深层高温含水层储能井回灌系统，所述的开采井连接井口装置，所述的井口装置连接排气阀，所述的井口装置内设置1号监测管和2号监测管，所述的1号监测管和所述的2号监测管均延伸到所述的开采井内，所述的1号监测管和所述的2号监测管均连接水质在线监测平台，所述的水质在线监测平台连接3号监测管和4号监测管，所述的3号监测管和所述的4号监测管均伸入到所述的回灌井内。

有益效果：

1.本发明的开采井、回灌井钻井优选泵吸或者气举反循环钻进，在含水层钻进时尽量不采用泥浆，有效清理钻屑的同时确保含水层畅通。

2.本发明的开采井、回灌井砾料选用玻璃钢珠，稳定性强，可有效解决石英砂滤料水岩反应问题。

3.本发明的开采井、回灌井优选洗井工艺，采取气举、活塞、水力振荡器等多种方式进行联合洗井。

4.本发明的管路、阀门等材质均采用玻璃钢材质，它具有强度高、抗冲击性强、耐温性好、抗老化能力强且可根据不同腐蚀环境类型选择树脂类型，耐腐蚀性可设计性强。

5.本发明的开采井、回灌井均安装有水质监测管，且分布在含水层不同深度，监测管内设有水质监测传感器，可监测ph、电导率、溶解氧、氯离子等参数，并将结果反馈至水质在线监测平台，方便应对地下水氧化还原环境变化，采取相应措施。另外水质监测管也可用于示踪剂监测，以研究含水层储能系统地下水的运移规律。

6.本发明设有温度传感器、压力传感器、流量传感器及液位变送器，与PLC控制中心相连，配合电动阀门能够实现自动控制。

7.本发明的回灌井内冲洗管线对应含水层部位均开设有圆孔，呈螺旋状分布。

8.本发明的回灌井通过地热水管路及井口装置上的阀门、加压泵和回灌井内冲洗管线能够实现高压喷射洗井，有效的解决了含水层气堵问题。另外无需额外安装管线，在外接空压机情况下，能够实现气举洗井，有效的解决了含水层杂物堵塞问题。

附图说明：

附图1是本产品的整体结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

一种中深层高温含水层储能井回灌系统，其组成包括:开采井1、回灌井25，所述的开采井内设置潜水泵2，所述的潜水泵连接地热水管路3，所述的地热水管路连接热泵机组9，所述的热泵机组连接空调侧管路10所述的热泵机组连接排气罐11，所述的排气罐连接加压泵13，所述的加压泵连接主电动阀19，所述的主电动阀连接冲洗管线24，所述的冲洗管线插入所述的回灌井内，所述的加压泵连接1号电动阀12，所述的1号电动阀连接2号电动阀20。

所述的地热水管路顺次连接1号温度传感器6、1号压力传感器7、1号流量传感器8，所述的1号温度传感器、所述的1号压力传感器、所述的1号流量传感器均连接PLC控制平台14，所述的PLC控制平台均连接2号温度传感器16、2号压力传感器17、2号流量传感器18，所述的PLC控制平台连接1号液位变送器28和2号液位变送器29，所述的回灌井连接井口装置23，所述的井口装置连接排气阀21和3号电动阀22。

所述的开采井连接井口装置4，所述的井口装置连接排气阀5，所述的井口装置内设置1号监测管30和2号监测管31，所述的1号监测管和所述的2号监测管均延伸到所述的开采井内，所述的监测管1号和所述的2号监测管均连接水质在线监测平台15，所述的水质在线监测平台连接3号监测管26和4号监测管27，所述的3号监测管和所述的4号监测管均伸入到所述的回灌井内。

实施例2：

实施例1所述的一种中深层高温含水层储能井回灌系统，开采井、回灌井优选钻井及成井工艺。采用泵吸或者气举反循环钻进，在含水层钻进时尽量不采用泥浆；成井井壁管及滤水管均采用高压玻璃钢管；下管前进行破壁处理；井壁管外均安装有监测管，监测管数量及位置根据含水层情况而定。

潜水泵为经过精确水力计算后选型。

地热水管路、井口装置、排气罐、阀门及冲洗管线均为玻璃钢材质，可根据实际情况选择合适压力等级。

温度传感器、压力传感器、流量传感器均通过丝接安装。

PLC控制平台及水质在线监测平台均为集成装置。

监测管内设有水质监测传感器，将结果反馈至水质在线监测平台，方便应对地下水氧化还原环境变化，采取相应措施。另外也可用于示踪剂监测，以研究含水层储能系统地下水的运移规律；系统均为玻璃钢材质，耐腐蚀设计性强；本系统可实现高压喷射洗井，有效解决含水层气堵问题。另外无需额外安装管线，在外接空压机情况下，可实现气举洗井，有效解决含水层杂物堵塞问题。

实施例3：

上述实施例所述的一种中深层高温含水层储能井回灌系统，正常回灌时操作步骤：地热水由开采井内潜水泵提出，经地热水管路进入热泵机组，由机组利用后进入排气罐，经1号电动阀、流入冲洗管线，从而回灌入回灌井内。期间排气阀、排气阀、排气罐进行自动排气。1号温度传感器、2号温度传感器、1号压力传感器、2号压力传感器、1号流量传感器、2号流量传感器、1号液位变送器、2号液位变送器将实时数据反馈至PLC控制平台，1号监测管、2号监测管、3号监测管、4号监测管内的水质传感器将实时数据反馈至水质在线监测平台。

清除气堵操作步骤：地热水由开采井内潜水泵提出，经地热水管路进入热泵机组，由机组利用后进入排气罐，经加压泵、1号电动阀、主电动阀流入冲洗管线，通过高压喷射水流，形成水力振荡，冲散气堵。

气举清除杂物操作步骤：2号电动阀前接入空压机，关闭主电动阀，开启2号电动阀，通过冲洗管线实现气举，含杂物脏水通过3号电动阀排出。

上述参照实施例对中深层高温含水层储能井回灌系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种中深层高温含水层储能井回灌系统，其组成包括:开采井、回灌井，其特征是:所述的开采井内设置潜水泵，所述的潜水泵连接地热水管路，所述的地热水管路连接热泵机组，所述的热泵机组连接空调侧管路，所述的热泵机组连接排气罐，所述的排气罐连接加压泵，所述的加压泵连接主电动阀，所述的主电动阀连接冲洗管线，所述的冲洗管线插入所述的回灌井内，所述的加压泵连接1号电动阀，所述的1号电动阀连接2号电动阀。

2.根据权利要求1所述的一种中深层高温含水层储能井回灌系统，其特征是: 所述的地热水管路顺次连接1号温度传感器、1号压力传感器、1号流量传感器，所述的1号温度传感器、所述的1号压力传感器、1号所述的流量传感器均连接PLC控制平台，所述的PLC控制平台均连接2号温度传感器、2号压力传感器、2号流量传感器，所述的PLC控制平台连接1号液位变送器和2号液位变送器，所述的回灌井连接井口装置，所述的井口装置连接排气阀和3号电动阀。

3.根据权利要求2所述的一种中深层高温含水层储能井回灌系统，其特征是: 所述的开采井连接井口装置，所述的井口装置连接排气阀，所述的井口装置内设置1号监测管和2号监测管，所述的1号监测管和所述的2号监测管均延伸到所述的开采井内，所述的1号监测管和所述的2号监测管均连接水质在线监测平台，所述的水质在线监测平台连接3号监测管和4号监测管， 所述的3号监测管和所述的4号监测管均伸入到所述的回灌井内。

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