[发明专利]一种基于地热开发井的能源高效利用开采设备及方法有效
申请号: | 201810006233.0 | 申请日: | 2018-01-04 |
公开(公告)号: | CN108278787B | 公开(公告)日: | 2019-09-06 |
发明(设计)人: | 陈蒙辉;程国绪;李小军;张旭东 | 申请(专利权)人: | 河北绿源地热能开发有限公司 |
主分类号: | F24T10/17 | 分类号: | F24T10/17;E21B7/00;E21B43/10;E21B33/13 |
代理公司: | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390 | 代理人: | 胡剑辉 |
地址: | 071800 河*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 内层套管 密封层 热井 井内套管 外层套管 回灌井 回流腔 地热开发 高效利用 开采设备 外套管 左侧壁 反流 顶部设置 多级用户 纵向设置 地热井 截流面 井套管 射流管 底圈 管身 流面 双压 套管 通孔 能源 | ||
本发明公开了一种基于地热开发井的能源高效利用开采设备及方法,包括采热井、回灌井和在采热井左侧的截流面层,以及连接在采热井和回灌井之间的多级用户系统,采热井包括内层套管和外层套管,外层套管和内层套管之间设置有密封层A和密封层B,密封层B底部的内层套管形成回流腔,回流腔左侧壁设置有进流面,内层套管位于回流腔内部的管身设置有孔层套管,内层套管和外层套管之间纵向设置有双压管,回灌井包括回井外套管和回井内套管,回井外套管和回井内套管之间形成层反流腔,层反流腔顶部设置有密封层C,回井内套管底部设置有通孔底圈,位于密封层C底部的回井套管左侧壁上设置有初射流管,实现了地热井的资源有效开采和利用。
技术领域
本发明涉及地热井开采领域,具体为一种基于地热开发井的能源高效利用开采设备及方法。
背景技术
地热井,指的是井深3500米左右的地热能或水温大于30℃的温泉水来进行发电的方法和装置,地热分高温、中温和低温三类,高于150℃,以蒸汽形式存在的,属高温地热,90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,属中温地热;高于25℃、低于90℃,以温水、温热水、热水等形式存在的,属低温地热,在现有的地热资源利用技术中,通常使用的有些地热井的出水温度可以高达95℃甚至更高,而当用于建筑采暖时达到供水温度45℃就可以满足要求了,通常的做法是将95℃的地热水换热成45℃的采暖供水供热,较低温度的地热水可以梯级利用或调节成温度稍低的水温作为压缩式热泵的热源,来进一步降低自身的温度,然后回灌,上述过程需要消耗其它能源,对地热热量的利用不充分,同时由于地域的不同,在岩层结构的不同,从而使得在地热的利用上也不同,深部地热能以中高温干热岩地热资源为主,还包括一切具有地热开采价值的中高温地热资源,如地压型地热,据研究表明,单中国区域,2000-6000m内地压型地热可采储量约为2.74×1019J,3000-8000m内干热岩地热可采储量约为1.49×1021J,约为2014年全国能源消费总量的几十倍。
目前开采利用地热能源技术,主要局限于地热井深在3500米范围内的开采利用自然浅地热能技术,即在已探明的浅地热区内的浅地热水层或汽水层有限区域范围内开采利用,现有浅地热能源开采利用的主要缺陷在于依靠自喷能量所采至地面井口后的地热水及水蒸气的地热能量温度、压力、喷水汽量等普遍偏低,一般在40~150℃以内,大多数地热区很难达到最低限的地热发电温度150℃及喷射压力达5Mpa以上能量要求,固在地热的使用上,大多比较单一,大多的地热被浪费利用,利用效率也不高,同时,随着自然浅地热区开采年限的延长,往往会造成浅地热水、汽层的自喷水汽量、压力、水位递减,并且会出现地面补充地下热水层水量困难和地面沉降等不利情况:
例如,申请号为99104276.X,专利名称为一种地热区深层和非地热区超深层地热能源的开采利用方法的发明专利:
其中通过在地热区或非地热区钻的深地热井或超深地热水平井,在地面设有地热能发电站,发电余热蒸汽冷凝时换热产生纯净生活热水的外输,利用超深地热水平井同下双套采热管柱,来实现深层地热采暖。
但是,现有技术方案提供的方法存在以下缺陷:
(1)现有的整套设施均需要较大的投资,在深地热井或超深地热水平井中进行开井,需要更加专业的深井设备,开采度较大,同时容易在开采的过程中出现崩落,而在深地热井或超深地热水平井的采热井开采后,回灌井的投资和建设将占据更大的部分,深井和超深井的设备维护,清理也比较困难,深地热井或超深地热水平井的热层分布较大,无法有效的利用上层的热干岩的热量,浪费资源;
(2)利用发电余热蒸汽冷凝产生的纯净水在,需要使用发电过程中的电量,影响整体发电的效果,同时发电后的大量的热废水无法被利用。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于地热开发井的能源高效利用开采设备及方法,能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
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