[发明专利]用于发电环境的流体

说明书

公开了用于电力生产的井和地热环境中的能量回收的流体类别。流体属于能够提高闭环地热系统的电力和/或热量生产的热力学效率的流体类别。公开了许多方法，其利用流体的热力学来获得最佳的能量回收。

技术领域

本发明涉及用于在各种地热和井环境中发电的流体，更具体地，本发明涉及在用于发电的方法中使用的流体种类的用途。

背景技术

地热能的好处是众所周知的，并且已成为许多出版物和专利的主题。一般概念是钻入地层以从中提取热量并将产生的蒸汽和水返回到蒸汽驱动例如发电装置的表面。传统的工业地热技术需要罕见的地质条件，导致该技术在全球范围内保持利基。

在现有技术的范围内，已经发布了提议以缓解该问题。其中没有从岩石中提取盐水的闭环地热系统已经被考虑，并且被系统测试以评估利用地热梯度的可行性。已经讨论过使用一系列管插入地下以便管内的水吸收热量并将其再循环到表面并随后进入回收装置以利用热量。

地热梯度通常定义为相对于地球内部增加深度的温度增加速率。从数量上看，这表示每公里约25℃。因此，这种能量太大而不能使用。

Roussy在2012年3月13日授权的美国专利No.8,132,631中教导了一种地热回路装置，其中提供了一种声波钻，用于将钻柱旋转和振动到地面中。在钻柱的内部容积内提供流体。地热传递回路定位在钻柱的内部容积内，并且钻柱从地面移除。

尽管在某些情况下有用，但是这种布置的限制只是环的一小部分区域暴露于地热区。这固有地限制了有效的热传递。

Henderson在1976年3月2日公布的美国专利No.3,941,422中认识到井的互连。在该教导中，在盐床中钻出两个井，其中一个井基本上垂直布置并且从第一井向远侧钻出并朝向第一井偏转，使得偏转井的底部接近第一井底部的选定距离。随后，通过在两个井中的一个或另一个或两个井中使用液体压裂技术使盐破裂，以使得两个井之间的流体能够流动。通过淡水注入开采盐，从另一个井中回收饱和盐溶液。

显然，Henderson教导通常连接的成对井，但是该教导没有考虑由地热能驱动的能量回收或热交换系统。

WellStar Energy在2016年12月1日的新闻稿中简要介绍了将未使用的井与地热回路结合用于能量回收的可能性，但是没有提到这方面的具体细节或用于热管理的井的互连。

Chevron在未注明日期的视频披露中，教导了刚果河峡谷穿越管道项目(CongoRiver Canyon Crossing Pipeline Project)中的气井互连。从河的一侧到另一侧运行互连管道以供应气体。同样，这是井互连的特定用途。没有讨论地热回路中的良好循环和互连。

GreenFire Energy在2017年的一篇文章中讨论了一个环状地热能回收系统。不使用预先存在的气/油井进行再利用，而是钻新井。这对控制未正确维护的未使用井没有任何作用，实际上可能导致新问题。该公开没有提及用于实现循环的技术，并且进一步没有考虑最大效率所必需的聚类和合并。此外，预期的工作流体由CO2和其他制冷剂组成，在与地热梯度的能量产生相关的压力和温度下，它们都没有表现出基本上非线性的温度-焓关系。

Halff在2001年10月16日授权的美国专利No.6,301,894中教导了一种通用闪蒸地热设备。该专利专注于与发电机位置，水资源保护以及多回路的纯度和效率相关的益处。专利权人指出：