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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