[发明专利]利用同层等量原地抽回井组汲取地下热能的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及浅层地热资源安全、合理、持久的应用，具体地说是一种将浅层地下水中的热量提取之后，将抽取的水全部回灌地下原位置的一种方法，对浅层地下水只用能不用水。

背景技术：

打井是一项古老的技术，早期人类由于生存需要，从有地下水的地方抽取地下水，水井的开挖技术根据不同地质条件和水量需求有多种不同的技术和工艺，井体结构已十分成熟，但都是针对抽取地下水的井。近年来随着人类对清洁能源的需求不断增大，人们开始关注地热资源的应用。浅层地热资源的应用涉及到从地下水中获得热能。浅层地热资源一般指距地表200米之间的热能，通常是将地下水提取出来，将热量摄取后再将地下水送回地下。由于目前回灌井技术不够成熟，取出的地下水不能完全送回地下，更不能送回地下原位置，造成地下水大量流失，严重破坏地下水资源。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种稳定的获取地热资源的方法。在探明距地表200米以内具有地下水资源的条件下，在地下同一含水层，成对开挖抽回井组，取水数量与回灌水数量完全相等；取水点与回灌点距离一般不超过50米，即原地回灌。地下水经抽水井滤水管，由潜水泵、供水连接管道、换热设备、回水连接设备及回灌井回到地下原水层，从而实现汲取地下热能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

利用同层等量原地抽回井组汲取地下热能的方法，是根据地质条件确定井深、根据地下水流动方向确定抽水井与回灌井的位置。抽水井在地下水流方向的上游，回灌井在地下水流方向的下游，两井间距10m-50m，抽水井与回灌井结构完全相同，并成对使用。根据地质条件和需求确定水流量，再根据水流量确定井管直径，井管通常采用200mm-400mm塑料水管，每节井管采用塑料焊接或机械密封连接，保证密封和机械强度；通过采用旋转钻井机钻出井孔，一直钻到准备取水的含水层，将井孔壁可靠地封闭好，不允许井孔壁泥土脱落；在井管底部安装有1m-3m的塑料沉沙管，沉沙管上接有虑水管，虑水管是在与井管同直径的塑料管上均布满孔径1mm-5mm、孔距10mm-20mm小孔的水管；虑水管必须置于地下含水层的中间，长度视地下水层厚度和井的流量而定，通常3m-10m；虑水管上部直至地面采用密闭井管；井管与井孔之间用洗净的碎石填充饱满，并牢固固定井管；密闭井管与井台牢固地密闭连接；在抽水井中水下10米处吊装潜水泵。

所述利用同层等量原地抽回井组汲取地下热能的方法，是在全封闭状态下运行，运行前要将系统充满水，排除干净管内空气，运行中，地下水不得与空气接触。

所述利用同层等量原地抽回井组汲取地下热能的方法，挖井过程控制十分严格，特别是地下含水层确定、井孔壁护壁、虑水管安装位置、各井管密封连接、碎石填充、系统密封运行各环节都是在高质量下完成，否则会影响井的出水量和寿命。

本发明具有如下优点：

1、在抽取同样地下水量时，成井数量少，仅一抽一回两眼井。

2、抽水井与回灌井在同一含水层，在结构上保证同层回灌。

3、抽水井与回灌井在同一地质层，所含物质完全一样，不会产生异物污染和交叉污染，井的寿命大大延长。

4、系统采用封闭运行，潜水泵不仅克服系统阻力，规避了水位落差影响，节省了水泵电能，而且与传统水井相比，潜水泵功率可减少10％-20％。

5.由于系统是封闭运行，井与地下水的交换全部在地下同层进行，与上水面没有关系，因此抽水井和回灌井都不会产生漏斗和反漏斗现象。

6.井管全部采用塑料材料，防腐性能好，易加工，易密封，现场安装方便，经济性好。

附图说明：

图1为利用同层等量原地抽回井组汲取地下热能的方法原理示意图；

图中1、含水层；                    7、井孔壁；

    2、沉沙管；                    8、井台；

    3、虑水管；                    9、井管盖；

4、密闭井管；            10、连接管；

5、潜水泵；              11、热泵或换热设备；

6、碎石；                12、回灌井；

13、抽水井。