CN207849802U - 一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置 - Google Patents

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杨炳良
崔宝柱
马宁
马一宁
陈蒙辉
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Abstract

本实用新型公开了一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，包括地热井和回灌井，地热井与回灌井之间设置有地热尾水回灌机构，地热尾水回灌机构包括气水分离装置，气水分离装置连接有伴生气管道，回灌井内部设置有气体暂存箱，伴生气管道与气体暂存箱连接，气体暂存箱的顶端连接有出气管，出气管的另一端连接有尾水升温室，地热井的顶端连接有尾水管，尾水管的另一端通过尾水除砂机构连接有回灌管，回灌管穿过尾水升温室，且回灌管在尾水升温室内呈回形设置，该装置能够充分利用地热井伴生气，使得地热尾水在回灌过程中能够重新升温，使得回灌过程不会对地热储能产生影响，同时能够避免泥沙、矿石等堵塞回灌管、回灌井。

Description

一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置
技术领域
本实用新型涉及地热尾水回灌技术领域，具体为一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置。
背景技术
热资源有着广泛的用途，它和矿物燃料的区别在于不用燃烧,因其可输送性比较低,输送高温地热水的极限距离约100km,天然蒸汽的输送距离大约只有10km,故一般是使地热能就地转换为电能或直接利用。目前我国利用地热主要用于发电、工业烘干及制冷空调、供暖、医疗洗浴、温室、养殖、农业灌溉等，其应用范围取决于地热水的温度高低。温度高，可用于地热发电；温度低，则只能用于地热温室、养殖及农业灌溉。
地热井，指的是井深3500米左右的地热能或水温大于30℃的温泉水来进行发电的方法和装置，地热分高温、中温和低温三类。高于150℃，以蒸汽形式存在的，属高温地热；90℃～150℃，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，属中温地热；高于25℃、低于90℃，以温水、温热水、热水等形式存在的，属低温地热，地热井在开采的时候，会连带开采出一些产量少、不易储存且直接排放既浪费资源又污染环境的甲烷、乙烷、丙烷等气体组成的可燃地热伴生气，这些“尴尬”的地热伴生气的处理，也是地热井开采中的难题。
在利用地热的时候，为了避免地热废水直接排放引起的热污染和化学污染,并为了维持热储压力,需要将地热尾水进行回灌。现有的地热尾水回灌装置通常利用回灌管将地热尾水导入回灌井，并在回灌管上设置过滤设备，防止堵塞回灌井。
但是，现有的地热尾水回灌装置存在以下缺陷：
(1)地热尾水通常温度已经很低，直接导入回灌井，很容易引起地热井热储降低，造成热能的浪费，且回灌过多，容易使地热系统失衡，使得地热田不再产能；
(2)现有的地热尾水回灌装置虽然添加了过滤设备，但是由于地热尾水中所含泥沙、矿石过多，还是容易造成回灌管、回灌井堵塞，使得地热尾水回灌失去作用。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，该装置能够充分利用地热井伴生气，使得地热尾水在回灌过程中能够重新升温，使得回灌过程不会对地热储能产生影响，有利于地热井的可持续发展，同时，能够避免泥沙、矿石等堵塞回灌管、回灌井，能有效的解决背景技术提出的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，包括地热井和回灌井，所述地热井与回灌井之间设置有地热尾水回灌机构，所述地热尾水回灌机构包括设置在地热井内部的气水分离装置，且气水分离装置连接有伴生气管道，所述回灌井的内部设置有气体暂存箱，且伴生气管道与气体暂存箱连接，所述气体暂存箱的顶端连接有出气管，且出气管的另一端连接有设置在回灌井内部的尾水升温室，所述尾水升温室的内壁连接有电子点火装置，所述地热井的顶端连接有尾水管，且尾水管的另一端通过尾水除砂机构连接有回灌管，所述回灌管向下延伸至回灌井的底部，所述回灌管穿过尾水升温室，且回灌管在尾水升温室内呈回形设置。
进一步地，所述尾水除砂机构包括与尾水管连接的倒锥形的除砂筒，且尾水管沿着除砂筒顶部横截面的切线方向设置，所述除砂筒的底部设置有排砂口，且除砂筒的顶部中央与回灌管连接。
进一步地，所述回灌管的顶部安装有过滤网，且回灌管在与过滤网的连接处设置有扩展圈，所述扩展圈上设置有排砂门。
进一步地，所述尾水升温室的顶部连接有空气管和排气管，且空气管和排气管的顶端均向上延伸至地表。
进一步地，所述出气管与气体暂存箱的连接处设置有电磁阀。
进一步地，所述回灌管与尾水升温室的连接处设置有密封圈。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型通过设置地热尾水回灌机构，使得回灌的地热尾水能够在地热伴生气的作用下重新升温，使得回灌过程不会对地热储能产生影响，且能够解决地热伴生气的问题，一举两得；
(2)本实用新型通过设置尾水除砂机构，使得地热尾水中的泥沙、矿石颗粒能够得到最大化的处理，避免堵塞回灌管和回灌井，使得地热尾水回灌能够顺利进行。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图中标号：
1-地热井；2-回灌井；3-地热尾水回灌机构；4-尾水除砂机构；
301-气水分离装置；302-伴生气管道；303-气体暂存箱；304-出气管；305-尾水升温室；306-电子点火装置；307-尾水管；308-回灌管；309-空气管；310-排气管；311-电磁阀；312-密封圈；
401-除砂筒；402-排砂口；403-过滤网；404-扩展圈；405-排砂门。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，包括地热井1和回灌井2，地热井1用于开采地热能，回灌井2用于将地热尾水重新回灌至地下热能田，防止地热尾水直接排放引起热污染和化学污染,同时为了维持热储压力稳定，地热井1与回灌井2之间设置有地热尾水回灌机构3，地热尾水回灌机构3包括设置在地热井1内部的气水分离装置301，且气水分离装置301连接有伴生气管道302，汽水分离装置301能够将甲烷、乙烷、丙烷等气体组成的可燃地热伴生气分离，并通入伴生气管道302中。
回灌井2的内部设置有气体暂存箱303，且伴生气管道302与气体暂存箱303连接，气体暂存箱303能够暂时存储地热伴生气，气体暂存箱303的顶端连接有出气管304，且出气管304的另一端连接有设置在回灌井2内部的尾水升温室305，尾水升温室305用于燃烧地热伴生气，使得回灌的尾水能够再次升温，出气管304与气体暂存箱303的连接处设置有电磁阀311，电磁阀311能够控制出气管304的通断，使得地热伴生气有控制的被燃烧，从而有效的给地热尾水升温。
尾水升温室305的内壁连接有电子点火装置306，电子点火装置306能够远距离的控制并点燃地热伴生气，尾水升温室305的顶部连接有空气管309和排气管310，且空气管309和排气管310的顶端均向上延伸至地表，空气管309用于提供地热伴生气燃烧所需的氧气，排气管310用于排出燃烧后的气体，防止燃烧熄灭，也防止尾水升温室305内压力过大。
地热井1的顶端连接有尾水管307，且尾水管307的另一端通过尾水除砂机构4连接有回灌管308，尾水管307用于排出地热井1的尾水，尾水除砂机构4用于去除地热尾水中的泥沙、矿石颗粒等，回灌管308用于将地热尾水导入回灌井2。
回灌管308向下延伸至回灌井2的底部，回灌管308穿过尾水升温室305，且回灌管308在尾水升温室305内呈回形设置，使得回灌管308内的地热尾水能够在尾水升温室305内升温，回灌管308与尾水升温室305的连接处设置有密封圈312，密封圈312能够防止尾水升温室305内的地热伴生气从回灌管308与尾水升温室305的连接处泄露，有利于保护环境。
回灌管308在尾水升温室305内设置成回形，可以增加地热尾水在尾水升温室305内的滞留时间，使得地热尾水升温的效果更好，使得地热尾水在排放至回灌井2时，温度已经升高，使得地热尾水的排放不会降低地热田的储能，有利于维持地热田热储压力的稳定，使得地热田能够可持续的开采，同时，用于提供地热尾水升温的热能来自地热伴生气，而地热伴生气本身产量小、不适长时间储存使用，直接排放又会造成污染和浪费，利用地热伴生气提供热能，不仅使得地热尾水能够升温，也解决了地热伴生气的问题，一举两得。
尾水除砂机构4包括与尾水管307连接的倒锥形的除砂筒401，且尾水管307沿着除砂筒401顶部横截面的切线方向设置，除砂筒401的底部设置有排砂口402，且除砂筒401的顶部中央与回灌管308连接，使得尾水管307内的地热尾水在较高的流速下进入除砂筒401时，会沿着除砂筒401的侧壁旋转向下，使得大颗粒的泥沙、矿石等会因为重力下沉并从排砂口402排出，而干净的地热尾水会从除砂筒401的中央上升并进入回灌管308，使得地热尾水中的大颗粒杂质能够首先得到过滤，防止堵塞回灌管308和回灌井2。
回灌管308的顶部安装有过滤网403，且回灌管308在与过滤网403的连接处设置有扩展圈404，扩展圈404上设置有排砂门405，过滤网403能够过滤掉地热尾水中的小颗粒杂质，使得地热尾水的过滤效果更好，有利于地热尾水的顺利回灌，扩展圈404能够防止小颗粒杂质在过滤网403处堆积，防止堵塞回灌管308，排砂门405用于清理过滤网403过滤的杂质。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，包括地热井(1)和回灌井(2)，其特征在于：所述地热井(1)与回灌井(2)之间设置有地热尾水回灌机构(3)，所述地热尾水回灌机构(3)包括设置在地热井(1)内部的气水分离装置(301)，且气水分离装置(301)连接有伴生气管道(302)，所述回灌井(2)的内部设置有气体暂存箱(303)，且伴生气管道(302)与气体暂存箱(303)连接，所述气体暂存箱(303)的顶端连接有出气管(304)，且出气管(304)的另一端连接有设置在回灌井(2)内部的尾水升温室(305)，所述尾水升温室(305)的内壁连接有电子点火装置(306)，所述地热井(1)的顶端连接有尾水管(307)，且尾水管(307)的另一端通过尾水除砂机构(4)连接有回灌管(308)，所述回灌管(308)向下延伸至回灌井(2)的底部，所述回灌管(308)穿过尾水升温室(305)，且回灌管(308)在尾水升温室(305)内呈回形设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，其特征在于：所述尾水除砂机构(4)包括与尾水管(307)连接的倒锥形的除砂筒(401)，且尾水管(307)沿着除砂筒(401)顶部横截面的切线方向设置，所述除砂筒(401)的底部设置有排砂口(402)，且除砂筒(401)的顶部中央与回灌管(308)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，其特征在于：所述回灌管(308)的顶部安装有过滤网(403)，且回灌管(308)在与过滤网(403)的连接处设置有扩展圈(404)，所述扩展圈(404)上设置有排砂门(405)。
4.根据权利要求1所述的一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，其特征在于：所述尾水升温室(305)的顶部连接有空气管(309)和排气管(310)，且空气管(309)和排气管(310)的顶端均向上延伸至地表。
5.根据权利要求1所述的一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，其特征在于：所述出气管(304)与气体暂存箱(303)的连接处设置有电磁阀(311)。
6.根据权利要求1所述的一种基于地热井伴生气压力的地热尾水回灌装置，其特征在于：所述回灌管(308)与尾水升温室(305)的连接处设置有密封圈(312)。
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