CN209355517U - 一种干热岩地热开发系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种干热岩地热开发系统，其特征在于，至少包括一开采井和回注井，所述开采井和回注井的底部通过干热岩水平连接裸井连通，在所述开采井内设置有第一表层套管，井口设置有供液管，干热岩地热经第一表层套管再通过循环介质出液泵以及管路连接至干热岩地热利用端，经干热岩地热利用端后连接循环介质进液泵以及管路回注至回注井，所述回注井内置有第二表层套管，所述回注井的上端还设置有回液管。与常规水热型地热开发技术相比，此开发系统可以不必抽取和处理地热水，排除回灌困难，不会破坏地下水质，也不会因为回灌不利造成地面沉降或因排放造成环境污染等问题，是一种更为环保的地热能利用方式。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种干热岩地热开发技术领域，具体涉及一种干热岩地热开发系统。
背景技术
地热资源按赋存形式可分4种类型：一是热水型，即地球浅处(地下100～4500m)所见到的热水或水蒸汽；二是地压地热能，即在某些大型沉积盆地深处(3～6km)存在着高温、高压流体，其中含有大量甲烷气体；三是干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体；四是岩浆热能，即储存在高温(7001 200℃)熔融岩浆体中的巨大热能；根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要用于地热直接利用。
常规的中深层地热能利用方式需要抽取大量的地下热水，若无回灌或回灌不利，会造成地下水位下降甚至地面沉降，或回灌不当会造成地下水污染，或因排放造成环境污染等问题，目前回灌仍是制约中深层水热开采技术的一大因素。因此，积极研发可实施的“只取地热，不取热水”的干热岩地热能开发方法已成为全世界地热界的共识。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种干热岩地热开发系统。
本实用新型采用的技术方案是：
一种干热岩地热开发系统，至少包括一开采井和回注井，所述开采井和回注井的底部通过干热岩水平连接裸井连通，在所述开采井内设置有第一表层套管，井口设置有供液管，干热岩地热经第一表层套管再通过循环介质出液泵以及管路连接至干热岩地热利用端，经干热岩地热利用端后连接循环介质进液泵以及管路回注至回注井，所述回注井内置有第二表层套管，所述回注井的上端还设置有回液管。
进一步地，所述第一表层套管内设置有开采井纳米隔热保温涂料层，所述表层套管上端外裹开采井聚氨酯保温层。
进一步地，所述第二表层套管内设置有回注井纳米隔热保温涂料层，所述第二表层套管上端外裹回注井聚氨酯保温层。
进一步地，所述干热岩水平连接裸井开设在赋存的天然小裂隙层和干热岩体储层之间。
本实用新型的有益效果：
与常规水热型地热开发技术相比，此开发系统可以不必抽取和处理地热水，排除回灌困难，不会破坏地下水质，也不会因为回灌不利造成地面沉降或因排放造成环境污染等问题，是一种更为环保的地热能利用方式。
利用本实用新型的系统，干热岩开采井与回注井井间距达1000m以上，以保证循环介质在开采井、水平连接裸井和回注井内的充分换热，减少热短路，以易实现的水平连接裸井及赋存的天然小裂隙作为主要热储。形成一套地热热能利用最多，风险成本最低的干热岩地热开发系统。
附图说明
以上所述仅是本实用新型专利方案概述，为了更清楚说明本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作详细说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
参照图1，一种干热岩地热开发系统，至少包括一开采井1和回注井10，所述开采井1和回注井10的底部通过干热岩水平连接裸井连通，在所述开采井内设置有第一表层套管，井口设置有供液管5，干热岩地热经第一表层套管再通过循环介质出液泵6以及管路连接至干热岩地热利用端7，经干热岩地热利用端7后连接循环介质进液泵8以及管路回注至回注井10，所述回注井10内置有第二表层套管，所述回注井的上端还设置有回液管9。
开采井1的开孔径φ444.5mm，下入φ244.5mm钢级J55的第一表层套管，套管外喷塑3mm厚开采井纳米隔热保温涂料层3，外裹30mm的开采井聚氨酯保温层4；在开采井1下进行二开孔，二开孔径φ215.9mm，钻进至3500以下进入干热岩储层13，下入φ177.8mm钢级N80技术套管，至1000m深处技术套管外涂纳米级保温涂料3。通过供液管5连接循环介质出液泵6至干热岩地热利用端7，再通过回液管9连接循环介质进液泵8至回注井10内，回注井10结构与开采井1结构同，回注井10的开孔径φ444.5mm，下入φ244.5mm钢级J55的第二表层套管，第二表层套管外喷塑3mm厚回注井纳米隔热保温涂料层3A，外裹30mm的开采井聚氨酯保温层4A；
所述干热岩水平连接裸井11与赋存在干热岩储层13内的小型天然裂隙层12共同组成主要热储层。在不同地层采用热传导及对流方式提热，高导热纳米流体循环介质在开采井1及干热岩水平连接裸井11内，其取热途径有两种，一是高导热纳米流体循环介质14通过生产套管以热传导的方式透过新型导热水泥砂浆回填材料2与地层岩土体及干热岩体换热，二是高导热纳米流体循环介质14在干热岩水平连接裸井11内与高温干热岩体13及赋存的天然小裂隙层12内进行纯对流传热。
所述开采井及回注井井底深度超3500m，干热岩水平连接裸井位于3500m，干热岩水平连接裸井井长控制在900～1200m间。
在本实用新型中，循环介质为高导热纳米流体，基于水、乙二醇等介质流体的稳定性外，添加纳米金属颗粒，组成高性能纳米流体。以上对本实用新型实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (4)
1.一种干热岩地热开发系统，其特征在于，至少包括一开采井和回注井，所述开采井和回注井的底部通过干热岩水平连接裸井连通，在所述开采井内设置有第一表层套管，井口设置有供液管，干热岩地热经第一表层套管再通过循环介质出液泵以及管路连接至干热岩地热利用端，经干热岩地热利用端后连接循环介质进液泵以及管路回注至回注井，所述回注井内置有第二表层套管，所述回注井的上端还设置有回液管。
2.根据权利要求1所述的干热岩地热开发系统，其特征在于，所述第一表层套管内设置有开采井纳米隔热保温涂料层，所述表层套管上端外裹开采井聚氨酯保温层。
3.根据权利要求1所述的干热岩地热开发系统，其特征在于，所述第二表层套管内设置有回注井纳米隔热保温涂料层，所述第二表层套管上端外裹回注井聚氨酯保温层。
4.根据权利要求1所述的干热岩地热开发系统，其特征在于，所述干热岩水平连接裸井开设在赋存的天然小裂隙层和干热岩体储层之间。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113236189A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-10 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种高效无损取热地热开采系统与方法 |
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