[发明专利]一种提取利用地热能的装置及方法

权利要求书

1.一种提取利用地热能的装置，其特征在于，包括：井筒(7)、外管(14) 和换热装置(3)；井筒(7)的顶端和底端均开口，并且井筒(7)的底部深入地 热源层(13)，所述井筒(7)内及外管(14)内装有第一液体介质；

外管(14)的顶部封闭，底部开口；所述外管(14)下端从所述井筒(7)顶 端插入所述井筒(7)内，所述外管(14)通过固井水泥环(4)与井筒(7)固定， 所述外管(14)的上部为散热段，所述外管(14)的中部为保温段，所述外管(14) 的下部为吸热段，所述吸热段位于地热源层(13)内；与外管(14)的换热段的 对应位置的外侧设有换热装置(3)，所述换热装置(3)内装有第二液体介质。

2.根据权利要求1所述一种提取利用地热能的装置，其特征在于，所 述吸热段还包括高致密热源层对应的井筒。

3.根据权利要求1所述一种提取利用地热能的装置，其特征在于，所 述保温段的底部位于地热源层(13)内，所述保温段的顶部位于换热装置(3) 的下方。

4.根据权利要求1所述一种提取利用地热能的装置，其特征在于，所 述换热装置(3)中的第二液体介质被加热沸腾后供发电设备和/或供热装置 使用；所述外管(14)的顶部设有减压阀(15)、压力表(16)和温度表(17)。

5.根据权利要求1所述一种提取利用地热能的装置，其特征在于，所 述第一液体介质的沸点高于第二液体介质的沸点。

6.根据权利要求1所述一种提取利用地热能的装置，其特征在于，所 述地热源层(13)为干热岩层或高地温梯度地层。

7.根据权利要求1-6任一项所述一种提取利用地热能的装置，其特征 在于，所述外管(14)的保温段还包括包裹在外管(14)外部的保温层(19)。

8.根据权利要求1-6任一项所述一种提取利用地热能的装置，其特征 在于，所述外管(14)的保温段还包括内管(5)，内管(5)套设于外管(14)内部， 内管(5)的顶部和底部分别通过密封环(6)与外管(14)密封，所述内管(5)和 外管(14)之间形成密闭的真空腔(18)。

9.根据权利要求8所述一种提取利用地热能的装置，其特征在于，所 述密封环(6)的材质为记忆合金。

10.一种提取利用地热能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)由地面向地热源层(13)钻井，形成井筒(7)，井筒(7)的底部深入地热 源层(13)；

2)将外管(14)置于井筒(7)内，根据地热源层(13)的岩层性质，确定外 管(14)在井筒(7)中的深度，所述外管(14)的上部为换热段，外管(14)的中 部为保温段，外管(14)的下部为吸热段，将外管(14)的顶部封闭，外管(14) 的底部位于地热源层(13)，外管(14)和井筒(7)之间利用固井水泥环(4)固 定；

3)向井筒(7)内及外管(14)内加入第一液体介质，第一液体介质的用 量，根据吸热段的地层厚度及温度确定；

4)在外管(14)的换热段处安装换热装置(3)，换热装置(3)内装有第二液 体介质；

5)将换热装置(3)的出口与发电设备(1)和/或供热装置(2)的入口连接。