[实用新型]砂岩地热尾水经济回灌系统

说明书

技术领域

本实用新型属于地热开发利用领域，具体涉及砂岩地热尾水回灌。 

技术背景

地热资源作为一种可再生能源已纳入“十二五”能源规划。如何利用好地热资源是当前节能减排的理想选择之一。 

地热水从地层内开采至地面进行换热利用，地热水的温度、压力等工况发生改变，且与空气接触后的地热水组分发生变化，回灌过程中在砂岩热储内形成了不同成因的堵塞，造成砂岩热储内地热尾水回灌流量减小，回灌效率降低，甚至不能进行回灌。 

现有的回灌装置基本由过滤装置、排气装置和加压回灌泵串联组成。从整体来看，目前所使用的回灌装置主要有以下特点：(1)均为二级过滤，且前后两级精度设置跨度太大，由于地热尾水所含悬浮物颗粒粒级范围广，此类设施容易造成过滤器在运行过程中工作负荷过大；另一方面，尽管经过过滤，长时间回灌后，回灌井也会发生不同程度的堵塞造成回灌效率降低。(2)回灌装置未能将开采至回灌整个系统整体考虑设计，造成管路水力工况存有相互干扰。(3)石英砂罐过滤装置使用过程中遇矿化度高、成分复杂的地热水容易造成块结，会降低过滤效果，且不易清洗。氮气保护装置及石英砂罐占地过大，不易大规模推广使用。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供砂岩地热尾水经济回灌系统，主要是采用先进的设计理念，具体体现为(1)本回灌系统针对地热尾水中所含颗粒的粒径分布特征，对应设置粗效、中效、精效三个主要粒度等级进行过滤。(2)整个系统密闭性良好，避免空气接触产生化学、生物堵塞。(3)本回灌系统通过调整井口装置-分或集 水器-阀门，并切换地热井工作状态，实现地热井开采与回灌功能的转换。原回灌井转换为生产井进行开采工作时，地热水通过地层孔隙渗入井筒内，经潜水泵抽吸作用，可以对近井筒地带原回灌形成的堵塞进行有效清除，达到长期回灌的目的。这种设计思路具有很强的实用性，极大的降低了回灌时对地层内近井筒地带形成的堵塞清理的难度，减少了回灌过程中运行成本的支出，提高了回灌的效率。(4)本回灌系统把开采-回灌整个过程作为一个整体进行考虑设计，回灌系统设计有自动调节装置，当开采及回灌流量或压力波动时，通过自控装置调节压力与流量，保证回灌与生产间不相互干扰。(5)换热出口端的地热尾水首先在排气罐内排放尾水中的溶解气体，然后进入后续设备。该设计避免地热尾水在过滤、加压的过程中再释放气体对过滤器造成堵塞或对加压泵造成气蚀，也避免使用氮气保护装置。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

砂岩地热尾水经济回灌系统，其包括： 

至少一组地热井、地热水除砂装置、分或集水器、换热装置、变频加压装置、除气装置、尾水过滤装置及电动调节阀； 

其中，所述的地热井和所述的地热水除砂装置相连，所述地热水除砂装置通过所述分或集水器与所述的换热装置相连，所述换热装置分别与所述的变频加压装置和电动调节阀相连，所述变频加压装置通过除气装置与所述尾水过滤装置相连，所述变频加压装置分别与所述分或集水器、尾水过滤装置及电动调节阀相连。 

优选的，所述的地热井是至少一组具有开采和回灌功能的地热井。 

优选的，所述的分或集水器设置于具有开采和回灌功能的地热井之间，用于采灌转换和系统管路功能互换。 

优选的，所述地热井井口与所述分或集水器关键节点位置均设有阀门，所述地热水除砂装置和所述分或集水器均设置有压力监测器、温度监测器以及流量监测器。 

优选的，所述的变频加压装置由变频器和加压泵组成，其中所述 变频加压装置与所述分或集水器连接，最终处理的地热尾水通过所述分或集水器灌入回灌井。 

优选的，所述的尾水过滤装置由三级过滤精度不同的过滤器组成，其中各级过滤器根据地热尾水中悬浮物粒径分布设置其过滤精度。 

优选的，所述的电动调节阀设有可受外部信号控制的执行器FCE，加压泵由受外部信号控制的变频器调控。 

优选的，所述过滤器7A和过滤器7B均设有备用过滤器。 

本实用新型的有益效果是： 

1、通过三级过滤，有效过滤不同粒径的沉淀物，减少细微颗粒的通过量，减轻精效过滤器工作负荷； 

2、通过压力信号快速反馈，自动调节控制，克服回灌井与开采井之间的管路水力工况干扰问题； 

3、通过井口装置-分或集水器-阀门的组合调整，快速实现地热井生产与回灌功能的相互切换，有效去除地热井长期回灌导致的积累性堵塞；