[发明专利]一种蓄热型地热提取装置及提取方法

说明书

本发明公开了一种蓄热型地热提取装置及提取方法，包括套装设置的内、外管以及保温丝，所述外管底端封闭，顶端开口，其底端深入地热源层，顶端伸出地表层，且该外管顶端开口用密封盖密封，该外管伸出地表层部分外壁一侧设置有与其内腔连通的传热介质进入管，所述内管顶、底两端均为开口，其底端悬于所述外管底部上空，顶端穿过所述密封盖并伸出，且该内管外壁与密封盖之间密封连接，所述内管和所述外管之间形成传热介质通道，所述保温丝缠绕于所述内管外壁上。与现有技术相比，本发明结构简单，节约水资源，易于操作，所使用的保温、蓄热材料以及保温丝等能有效提高传热效率，降低生产成本。

技术领域

本发明内容属于地热能提取利用技术领域，涉及一种蓄热型地热提取装置及提取方法。

背景技术

干热岩作为一种深埋于地下（2000米以下）深层的热源，为绿色、环保的可再生能源，近年来得到发展和推广。

开发干热岩资源是从地表往干热岩中打一眼井（注入井），封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水，产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下，高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理，这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然，这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。随着低温水的不断注入，裂缝不断增加、扩大，并相互连通，最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造，这些井用来回收高温水、汽，称之为生产井。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换，产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽，用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中，从而达到循环利用的目的，然而这种干热岩热量传导方法成本较高，在热交换过程中随着介质的流动也会产生热能损耗，传热效率低。现有技术中，常用的地热提取装置结构复杂，成本较高，对水资源的消耗也极大，所提取利用地热能的效率也较低，生产成本较大，不利于地热能这种绿色、环保的可再生资源的广泛推广和使用。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的成本高、传热效率低等问题，提供了一种蓄热型地热提取装置，结构简单，节约水资源，易于操作，所使用的蓄热材料、保温丝等能有效提高传热效率，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种蓄热型地热提取装置，包括套装设置的内、外管以及保温丝，所述外管底端封闭，顶端开口，其底端深入地热源层，顶端伸出地表层，且该外管顶端开口用密封盖密封，该外管伸出地表层部分外壁一侧设置有与其内腔连通的传热介质进入管，所述内管顶、底两端均为开口，其底端悬于所述外管底部上空，顶端穿过所述密封盖并伸出，且该内管外壁与密封盖之间密封连接，所述内管和所述外管之间形成传热介质通道，所述保温丝缠绕于所述内管外壁上。

在上述技术方案中，所述保温丝缠绕时相邻两段紧密接触。

在上述技术方案中，所述保温丝内部为中空结构。

在上述技术方案中，所述外管位于地表层以及一般地层之间的外壁与自然岩土之间填充有保温材料。

在上述技术方案中，所述外管位于地热源层之间的外壁与自然岩土之间填充有蓄热材料。

在上述技术方案中，所述传热介质进入管水平设置。

上述技术方案的有益效果是：本发明结构简单，能有效节约水资源，易于操作，传热介质从外管进入地热源层进行热交换，使得传热介质被加热，然后从内管流出，一方面整套装置停止运行后，蓄热材料会吸收储存周围地热源的热量，当系统再次运行后，与传热介质进行热交换，从而大大提高换热效率；另一方面所使用的保温材料以及保温丝等可以有效地防止传热介质在流动时产生的热损失，从而提高系统的传热效率，降低生产成本。

本发明还提供了一种蓄热型地热提取方法，包括以下步骤：

1）开挖竖井，使竖井的底部伸入第热源层；