CN213687339U - 一种用于抽取干热岩热能的管道 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热岩热能利用领域。一种用于抽取干热岩热能的管道，内层水通道（62）和外层水通道（61）之间通过隔热壁（63）间隔隔离构成双通道管道（6），双通道管道（6）的底部内层水通道（62）和外层水通道（61）联通，双通道管道（6）的顶部的内层水通道（62）为热水出口，双通道管道（6）的顶部的外层水通道（61）为冷水进口。本实用新型只需钻探一口井既能完成对干热岩的热能利用，有效节省成本开支。
Description
技术领域
本实用新型涉及热岩热能利用领域。
背景技术
干热岩（HDR），也称增强型地热系统（EGS），或称工程型地热系统，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大, 绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩, 但也可以是中新生代的变质岩,甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。
开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井（注入井）,封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水, 产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。在现有技术中心需要多次钻探到干热岩的深处，然而由于钻井深度深成本高，并且钻到不合适位置还可能造成井白白浪费，造成大量的成本消耗。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：如何通过一口井即能完成对干热岩热能的利用。
本实用新型所采用的技术方案是：一种用于抽取干热岩热能的管道，内层水通道（62）和外层水通道（61）之间通过隔热壁（63）间隔隔离构成双通道管道（6），双通道管道（6）的底部内层水通道（62）和外层水通道（61）联通，双通道管道（6）的顶部的内层水通道（62）为热水出口，双通道管道（6）的顶部的外层水通道（61）为冷水进口。
隔热壁（63）从内到位依次为热水管壁层（71）、热反射层（74）、真空或者介质气层（75）、冷水管壁内壁层（72）。
热水管壁层（71）与冷水管壁内壁层（72）通过等间隔的第一肋板（73）焊接在一起，由第一肋板（73）、热水管壁层（71）、冷水管壁内壁层（72）、上顶和下底围成的真空或者介质气层（75）的密封隔热空间内壁镀有热反射层（74）。
真空或者介质气层（75）中充有适当的介质，介质为不与铝箔反应的有机油脂，使用过程中，介质从下部吸收入量气化，上升过程逐渐液化，放出热量，从而一方面隔绝热量，另一方面能够有效减少通过真空或者介质气层（75）把热量从热水管壁层（71）散发到冷水管壁内壁层（72），在输送过程保持热水管壁层（71）内部较高的温度。
热反射层（74）为铝箔反热层。
外层水通道（61）的冷水管壁内壁层（72）和冷水管壁外壁层之间通过等间隔的第二肋板（5）焊接在一起。
使用过程中，双通道管道（6）底朝下安装在钻探到热岩层（2）内部的钻洞（8）中，双通道管道（6）的外径小于钻洞（8）的内径，钻洞（8）底部所处为压裂热岩（1），钻洞（8）底部充有水，钻洞（8）的口部钻洞内壁与双通道管道外壁之间被密封盖（4）密封。
密封盖（4）包括第一密封盖（41）和第二密封盖（42）。
本实用新型的有益效果是：本实用新型只需钻探一口井既能完成对干热岩的热能利用，有效节省的成本开支。
附图说明
图1是本实用新型使用状态示意图；
图2是本实用新型结构示意图；
图3是图2的A-A处剖面示意图；
图4是图2的B-B处剖面示意图；
图5是隔热壁剖面示意图；
图6是密封盖结构示意图。
其中，1、压裂热岩，2、热岩层，3、热岩层上层，4、密封盖，41、第一密封盖，42、第二密封盖，5、第二肋板，6、双通道管道，61、外层水通道，62、内层水通道，63、隔热壁，71、热水管壁层，72、冷水管壁内壁层，73、第一肋板，74、热反射层，75、真空或者介质气层，8、钻洞。
具体实施方式
如图1-图6所示，一种用于抽取干热岩热能的管道，内层水通道62和外层水通道61之间通过隔热壁63间隔隔离构成双通道管道6，双通道管道6的底部内层水通道62和外层水通道61联通，双通道管道6的顶部的内层水通道62为热水出口，双通道管道6的顶部的外层水通道61为冷水进口。内隔热壁63从内到位依次为热水管壁层71、热反射层74、真空或者介质气层75、冷水管壁内壁层72。
热水管壁层71与冷水管壁内壁层72通过等间隔的第一肋板73焊接在一起，由第一肋板73、热水管壁层71、冷水管壁内壁层72围成的真空或者介质气层75的隔热空间内壁镀有热反射层74。热反射层74为铝箔反热层。
外层水通道61的冷水管壁内壁层72和冷水管壁外壁层之间通过等间隔的第二肋板5焊接在一起。
使用过程中，双通道管道6底朝下安装在钻探到热岩层2内部的钻洞8中，双通道管道6的外径小于钻洞8的内径，钻洞8底部所处为压裂热岩1，钻洞8底部充有水，钻洞8的口部钻洞内壁与双通道管道外壁之间被密封盖4密封。密封盖4包括第一密封盖41和第二密封盖42。
真空或者介质气层75中充有适当的介质，介质为不与铝箔反应的有机油脂，使用过程中，介质从下部吸收入量气化，上升过程逐渐液化，放出热量，从而一方面隔绝热量，另一方面能够有效减少通过真空或者介质气层75把热量从热水管壁层71散发到冷水管壁内壁层72，在输送过程保持热水管壁层71内部较高的温度。
内层水通道62和外层水通道61之间构成一个U型管通道，冷水从外层水通道61进入，经过换热后从内层水通道62排出热水，由于U型管原理，冷水不需打压进入，并且由于热水密度小于冷水密度，内层水通道62的水面高于外层水通道61的水面，也不需要抽水机进行抽水，并且外层水通道61外壁采用钢管，在冷水逐渐进入到干热层时，水温与外界换热，温度得到提升，直至最后达到温度最高点后从内层水通道62排出。使用本实用新型装置前，需要先采用高压水压裂井底的干热岩，同时也将部分水储存进压裂的干热岩中，当井底温度下降时，有利于把热量从热干岩尽快传递到井底，保持井底处温度的稳定性，当干热岩中的水量变少时，通过钻洞与双通道管道之间的缝隙补入水量。密封盖有利于防止水蒸发。
Claims (6)
1.一种用于抽取干热岩热能的管道，其特征在于：内层水通道（62）和外层水通道（61）之间通过隔热壁（63）间隔隔离构成双通道管道（6），双通道管道（6）的底部内层水通道（62）和外层水通道（61）联通，双通道管道（6）的顶部的内层水通道（62）为热水出口，双通道管道（6）的顶部的外层水通道（61）为冷水进口，隔热壁（63）从内到外依次为热水管壁层（71）、热反射层（74）、真空或者介质气层（75）、冷水管壁内壁层（72）。
2.根据权利要求1所述的一种用于抽取干热岩热能的管道，其特征在于：热水管壁层（71）与冷水管壁内壁层（72）通过等间隔的第一肋板（73）焊接在一起，由第一肋板（73）、热水管壁层（71）、冷水管壁内壁层（72）、上顶和下底围成的真空或者介质气层（75）的密封隔热空间内壁镀有热反射层（74）。
3.根据权利要求2所述的一种用于抽取干热岩热能的管道，其特征在于：热反射层（74）为铝箔反热层。
4.根据权利要求1所述的一种用于抽取干热岩热能的管道，其特征在于：外层水通道（61）的冷水管壁内壁层（72）和冷水管壁外壁层之间通过等间隔的第二肋板（5）焊接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种用于抽取干热岩热能的管道，其特征在于：使用过程中，双通道管道（6）底朝下安装在钻探到热岩层（2）内部的钻洞（8）中，双通道管道（6）的外径小于钻洞（8）的内径，钻洞（8）底部所处为压裂热岩（1），钻洞（8）底部充有水，钻洞（8）的口部钻洞内壁与双通道管道外壁之间被密封盖（4）密封。
6.根据权利要求1所述的一种用于抽取干热岩热能的管道，其特征在于：密封盖（4）包括第一密封盖（41）和第二密封盖（42）。
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