CN214657428U - 一种地热尾水振荡压裂回灌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地热尾水振荡压裂回灌系统，包括：PLC控制器、以及按照地热尾水的回灌方向依次通过管道连通的尾水处理组件、压裂回灌组件和抗压井口装置；其中，压裂回灌组件包括压裂泵、循环泵和振荡流热管网；压裂泵、循环泵分别与振荡流热管网中的其中两路管路一一对应连通，并分别形成高压回灌管路和常压回灌管路；振荡流热管网的剩余一路管路形成负压回灌管路；PLC控制器分别与尾水处理组件、压裂泵、循环泵和振荡流热管网上的单向阀电性连接，其用于根据地热尾水压强、温度和回灌井液位自动控制压裂泵、循环泵和相应单向阀的启停。本实用新型能够实现地热尾水回灌量的可控，大幅提高地热尾水的回灌量。

Description

一种地热尾水振荡压裂回灌系统

技术领域

本实用新型涉及地热水回灌技术领域，更具体的说是涉及一种地热尾水振荡压裂回灌系统。

背景技术

随着人们环保意识越来越强，地热资源作为一种清洁可再生能源，受到越来越多的关注。地热尾水回灌是地热循环中必不可少的一个环节，目前，地热尾水的回灌，以被动的自然回灌为主体，地层能接受多少是多少，回灌量基本不可以控制。

因此，如何提供一种变被动为主动，能够可控的增加地热尾水回灌量的回灌系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种地热尾水振荡压裂回灌系统，能够实现地热尾水回灌量的可控，大幅提高地热尾水的回灌量。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种地热尾水振荡压裂回灌系统，包括：PLC控制器、以及按照地热尾水的回灌方向依次通过管道连通的尾水处理组件、压裂回灌组件和抗压井口装置；

其中，所述压裂回灌组件包括压裂泵、循环泵和振荡流热管网；所述振荡流热管网由高压振荡流热管、常压振荡流热管和负压振荡流热管组成；所述高压振荡流热管、所述常压振荡流热管和所述负压振荡流热管上分别安装有单向阀；

所述压裂泵与所述高压振荡流热管连通，形成高压回灌管路；

所述循环泵与所述常压振荡流热管连通，形成常压回灌管路；

所述负压振荡流热管形成负压回灌管路；

所述PLC控制器分别与所述尾水处理组件、所述压裂泵、所述循环泵和所述单向阀电性连接，其用于根据地层压强、地热尾水温度和/或回灌井液位自动控制所述压裂泵、所述循环泵和相应所述单向阀的启停。

优选的，在上述一种地热尾水振荡压裂回灌系统中，所述尾水处理组件包括依次通过管道连通的过滤器、呼吸罐和流量计；所述过滤器、所述呼吸罐和所述流量计分别与所述PLC控制器电性连接。

优选的，在上述一种地热尾水振荡压裂回灌系统中，所述压裂泵的进水端、所述循环泵的进水端以及所述负压振荡流热管的进水端通过管道彼此交汇后，与所述流量计连通；

所述压裂泵的出水端与所述高压振荡流热管的进水端连通；

所述循环泵的出水端与所述常压振荡流热管的进水端连通；

所述高压振荡流热管的出水端、所述常压振荡流热管的出水端和所述负压振荡流热管的出水端通过管道彼此交汇后，与所述抗压井口装置连通。

优选的，在上述一种地热尾水振荡压裂回灌系统中，所述过滤器与所述呼吸罐之间的管路、所述呼吸罐与所述流量计之间的管路上分别安装有阀门。

优选的，在上述一种地热尾水振荡压裂回灌系统中，所述抗压井口装置安装在所述回灌井井口位置处，其抗压强度大于20mpa。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种地热尾水振荡压裂回灌系统，具有以下有益效果：

本实用新型充分利用了砂岩储层在空间展布上的弹性释能特点，通过压裂泵对处理后的地热尾水加压，进而在高压地热尾水的作用下对储层振荡施压，达到疏通塑性储层运移通道、甚至贯通致密性地层，使储层形成空隙、破裂、连通运移的呼吸性岩体，从而改变压强，实现实现低压-负压情况下对地热尾水进行大排量回灌的目的。同时，本实用新型通过PLC控制器可以人为调整高压-常压-负压三种回灌模式下的尾水流量阈值及其他运行参数阈值，并实时获取各参数(尾水回灌温度、地层压力和回灌井液位等信息)的实时信号与预设阈值进行对比，自动控制压裂泵、循环泵和振荡流热管网上相应单向阀的启停，进而实现对高压回灌管路、常压回灌管路和低压回灌管路的自动切换，变被动为主动，实现对地热尾水回灌量的可控，大幅降低地热资源的投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的地热尾水振荡压裂回灌系统的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的地热尾水振荡压裂回灌系统的原理框图。

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1-2所示，本实用新型实施例公开了一种地热尾水振荡压裂回灌系统，包括：PLC控制器1、以及按照地热尾水的回灌方向依次通过管道连通的尾水处理组件2、压裂回灌组件3和抗压井口装置4；

其中，压裂回灌组件3包括压裂泵31、循环泵32和振荡流热管网33；振荡流热管网33由高压振荡流热管331、常压振荡流热管332和负压振荡流热管333组成；高压振荡流热管331、常压振荡流热管332和负压振荡流热管333上分别安装有单向阀334；

压裂泵31与高压振荡流热管331连通，形成高压回灌管路；

循环泵32与常压振荡流热管332连通，形成常压回灌管路；

负压振荡流热管333形成负压回灌管路；

PLC控制器1分别与尾水处理组件2、压裂泵31、循环泵32和单向阀331电性连接，其用于根据地层压强、地热尾水温度和/或回灌井液位自动控制压裂泵31、循环泵32和相应单向阀334的启停。

具体的，尾水处理组件2包括依次通过管道连通的过滤器21、呼吸罐22和流量计23；过滤器21、呼吸罐22和流量计23分别与PLC控制器1电性连接。

压裂泵31的进水端、循环泵32的进水端以及负压振荡流热管333的进水端通过管道彼此交汇后，与流量计23连通；

压裂泵31的出水端与高压振荡流热管331的进水端连通；

循环泵32的出水端与常压振荡流热管332的进水端连通；

高压振荡流热管331的出水端、常压振荡流热管332的出水端和负压振荡流热管333的出水端通过管道彼此交汇后，与抗压井口装置4连通。

振荡流热管网33的设置，能够根据地层压力变化切换至相应的单向阀，并连通相应的高压回灌管路、常压回灌管路或负压回灌管路，进入相应的回灌模式(高压/常压/低压)，能够以最低的运行负荷获取最大的回灌量。

在一个实施例中，过滤器21与呼吸罐22之间的管路、呼吸罐22与流量计23之间的管路上分别安装有阀门24。阀门24分别与PLC控制器1电性连接。过滤器21和呼吸罐22的设置能够确保地热尾水清洁，避免污染地热资源。流量计23的设置可实时获知管路中地热尾水的流速或压强。

在其他实施例中，抗压井口装置4安装在回灌井井口位置处，其抗压强度大于20mpa。抗压井口装置4具有较高的抗压性，能够在压裂泵31对地层施压时，不会在高压尾水的冲击下发生损坏，并确保地热尾水顺利进入地层。

本实用新型的工作流程如下：

在地热尾水回灌初始，由于地下储层未打开，需经高压回灌管路采取高压回灌模式，具体为，地热尾水依次经过滤器21净化过滤、经呼吸罐22曝气处理，经过流量计23计量后，进入压裂泵31增压，高压地热尾水经抗压井口装置4注入地下储层。当储层被压力打开，压力突然降低时，PLC控制器4控制循环泵32启动，并控制压裂泵31停止运行，自动切换至常压回灌管路。当地层不需要压力注入形成负压(即地层漏失状态)回灌时，PLC控制器4控制循环泵32、以及位于常压回灌管路上的单向阀334停止运行，同时控制负压回灌管路上的单向阀334启动，启动负压回灌模式。

运行前，通过PLC控制器4可以人为调整高压-常压-负压三种回灌模式下的尾水流量阈值及其他运行参数阈值。运行过程中，PLC控制器4能够根据各参数(地热尾水温度、压力、以及回灌井液位等)的实时运行信号与预设阈值进行对比，自动控制压裂泵31、循环泵32和振荡流热管网33中相应单向阀的启停，进而实现对高压回灌管路、常压回灌管路和低压回灌管路的自动切换，实现高压-常压-负压的地热尾水回灌模式的反复执行；变被动为主动，实现对地热尾水回灌量在一定程度上的可控。

同时，本实用新型在地层物性特征(如：孔隙度、渗透率、砂厚比、储层空间展布等)的前提条件下，能够通过压裂泵增压，大幅度增加地热尾水的回灌量，可大幅度降低地热资源的投资成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种地热尾水振荡压裂回灌系统，其特征在于，包括：PLC控制器(1)、以及按照地热尾水的回灌方向依次通过管道连通的尾水处理组件(2)、压裂回灌组件(3)和抗压井口装置(4)；

其中，所述压裂回灌组件(3)包括压裂泵(31)、循环泵(32)和振荡流热管网(33)；所述振荡流热管网(33)由高压振荡流热管(331)、常压振荡流热管(332)和负压振荡流热管(333)组成；所述高压振荡流热管(331)、所述常压振荡流热管(332)和所述负压振荡流热管(333)上分别安装有单向阀(334)；

所述压裂泵(31)与所述高压振荡流热管(331)连通，形成高压回灌管路；

所述循环泵(32)与所述常压振荡流热管(332)连通，形成常压回灌管路；

所述负压振荡流热管(333)形成负压回灌管路；

所述PLC控制器(1)分别与所述尾水处理组件(2)、所述压裂泵(31)、所述循环泵(32)和所述单向阀(334)电性连接，其用于根据地层压强、地热尾水温度和/或回灌井液位自动控制所述压裂泵(31)、所述循环泵(32)和相应所述单向阀(334)的启停。

2.根据权利要求1所述的一种地热尾水振荡压裂回灌系统，其特征在于，所述尾水处理组件(2)包括依次通过管道连通的过滤器(21)、呼吸罐(22)和流量计(23)；所述过滤器(21)、所述呼吸罐(22)和所述流量计(23)分别与所述PLC控制器(1)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种地热尾水振荡压裂回灌系统，其特征在于，所述压裂泵(31)的进水端、所述循环泵(32)的进水端以及所述负压振荡流热管(333)的进水端通过管道彼此交汇后，与所述流量计(23)连通；

所述压裂泵(31)的出水端与所述高压振荡流热管(331)的进水端连通；

所述循环泵(32)的出水端与所述常压振荡流热管(332)的进水端连通；

所述高压振荡流热管(331)的出水端、所述常压振荡流热管(332)的出水端和所述负压振荡流热管(333)的出水端通过管道彼此交汇后，与所述抗压井口装置(4)连通。

4.根据权利要求2所述的一种地热尾水振荡压裂回灌系统，其特征在于，所述过滤器(21)与所述呼吸罐(22)之间的管路、所述呼吸罐(22)与所述流量计(23)之间的管路上分别安装有阀门(24)。

5.根据权利要求1所述的一种地热尾水振荡压裂回灌系统，其特征在于，所述抗压井口装置(4)安装在所述回灌井井口位置处，其抗压强度大于20mpa。

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