[发明专利]深埋藏地热水同井同层抽灌热源循环利用系统及工作方法

说明书

深埋藏地热水同井同层抽灌热源循环利用系统，包括主井、控制室、抽水系统、回灌系统和阻水系统，抽水系统用于开采某一区域的深埋藏热储含水层内的地热水，回灌系统用于将提热后的地下水回灌到抽采影响半径外的同层热储含水层内，阻水系统用于阻止抽采水与提热后的地下水汇合，控制室设置在主井外地面上。本发明能够进行同层同井深层地热水的抽水和回灌，避免同层地热水抽采和回灌时相互干扰，降低凿井费用，占地面积小，地质结构扰动少，回灌率高，实用性好，可操作性强。

技术领域

本发明涉及地热能开发技术领域，具体的说，涉及一种深埋藏地热水同井同层抽灌热源循环利用系统及工作方法。

背景技术

化石能源作为一次能源对生态环境污染严重，清洁能源日益受到重视。地热能是一种清洁的可循环利用能源，地下水作为地热载体被广泛运用于工业、农业、养殖、旅游、生活等行业。松散孔隙型地热水储存于地表下，由于顶部无坚硬基岩的保护，如果过度开采，轻者将引起含水层水位持续下降、水质恶化、水温降低等负效应，重者将导致地表沉陷、地面沉降等环境水文地质问题。目前，将提热后的地下水回灌到开采热储含水层，是保持地热水可持续利用、防止负效应及环境水文地质问题的有效措施。地热水提取工程一般位于居民集中区，抽水井与回灌井处于不同地点，工程占用土地面积较大造成了宝贵土地资源的浪费；此外，地热水抽灌井的凿井费一般在1000元/米以上，工程费用昂贵。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种深埋藏地热水同井同层抽灌热源循环利用系统及工作方法，能够进行同层同井深层地热水的抽水和回灌，避免同层地热水抽采和回灌时相互干扰，降低凿井费用，占地面积小，地质结构扰动少，回灌率高，实用性好，可操作性强。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

深埋藏地热水同井同层抽灌热源循环利用系统，包括主井、控制室、抽水系统和回灌系统，抽水系统用于开采某一区域的深埋藏热储含水层内的地热水，回灌系统用于将提热后的地下水回灌到抽采影响半径外的同层热储含水层内，控制室设置在主井外地面上；

抽水系统包括抽水井、抽水主管、抽水泵、抽水控制器和抽水花管，主井、抽水井、抽水主管和抽水花管的中心线重合且竖直设置，抽水井位于主井的正下方且与主井连通，抽水井的上端与主井的下端连接，抽水井的下端与热储含水层连通，抽水主管自地面向下竖直依次穿过主井和抽水井并伸入到热储含水层的地热水中，抽水泵安装在位于主井内的抽水主管上，抽水控制器与抽水泵通过抽水电缆连接，抽水控制器设置在控制室内，抽水花管竖直插入热储含水层的地热水中，抽水花管的上端与抽水井的下端连接，抽水花管的内径与抽水井的内径相同；

回灌系统包括回灌井、回灌主管、回扬泵、回扬控制器和回灌花管，回灌井倾斜设置，回灌井的上端口设置在位于抽水井上方的主井内壁上，回灌井的下端口与热储含水层连通，回灌主管穿过回灌井并伸入到热储含水层的地热水中，回灌主管的上端伸出回灌井的上端口并竖直向上设置在主井内，回灌主管的外径小于回灌井的内径，回灌主管的外壁与回灌井的内壁之间具有用于提热后的地下水回流至热储含水层内的环形间隙，回扬泵安装在位于主井内的回灌主管上，回扬控制器与回扬泵通过回扬电缆连接，回扬控制器设置在控制室内，回灌花管与回灌主管的中心线重合，回灌花管倾斜插入热储含水层的地热水中，回灌花管的上端与回灌主管的下端连接，环形间隙在回灌主管与回灌井的上端口处为回灌口，主井的内径大于抽水井的内径和回灌井的内径。

还包括用于阻止抽采水与提热后的地下水汇合的阻水系统，阻水系统包括阻水气囊、气泵和阻水控制器，阻水气囊套装在抽水管上且位于回灌口的下方，阻水气囊的下端部压设在主井的下端部，阻水气囊的外圆与主井的内壁紧密贴合，阻水气囊与气泵通过气管连接，气泵与阻水控制器通过阻水电缆连接，气泵和阻水控制器均设置在控制室内。