[发明专利]一种水热型地热资源开发利用系统及其开发利用方法

说明书

本发明提供一种水热型地热资源开发利用系统及其开发利用方法，包括开采水处理装置、回灌水处理装置、热泵系统，所述开采水处理装置与回灌水处理装置之间安装有热泵系统，两个地热井分别作为开采井或回灌井，可进行供热和制冷模式的切换，进行循环往复的供热和制冷，防止了水热型地热资源开发工程热突破问题的发生，同时使水热型地热资源由单一的供热模式优化为供热和制冷兼顾模式，对地热的利用率更高，另外，两个井分别作为开采井或回灌井，可防止回灌堵塞问题，相比单一供热模式下需要专门对回灌井进行防堵塞洗井养护，节约了成本。

技术领域

本发明涉及地热资源技术领域，特别涉及一种水热型地热资源开发利用系统及其开发利用方法。

背景技术

目前，水热型地热资源的开发利用主要用于供热，开发利用方式为从开采井中抽取地热水，通过直接或间接的方式为用户末端(如建筑供暖、温室等)提供热量，之后将提取热量后的低温地热尾水通过回灌井进行同层回灌，以避免对地面环境造成热污染或水化学污染等负面影响，同时防止了储层地热水资源枯竭的问题。

以往开发利用方式存在的主要问题是，回灌会使得回灌井周边热储温度明显降低，在长时间内不能恢复到原始温度，恢复速率极慢，长期回灌条件下将会造成回灌井周边低温场范围不断扩大，最终发生热突破而影响到开采井的出水温度，使得地热开发工程效率降低、运行成本增加，严重情况甚至导致报废。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水热型地热资源开发利用系统及其开发利用方法，由以下具体技术手段所达成：

一种水热型地热资源开发利用系统，包括开采水处理装置、回灌水处理装置、热泵系统和用户末端，所述开采水处理装置与回灌水处理装置之间安装有热泵系统；

优选的，所述开采水处理装置及回灌水处理装置分别与不同的地热井连接；

优选的，所述开采水处理装置主要包括水气分离装置、除砂处理装置和超滤膜组件、除气装置；

优选的，所述回灌水处理装置主要包括粗过滤装置、精过滤装置和除气装置；

优选的，所述热泵系统主要包括蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀。

一种水热型地热资源开发利用系统的开发利用方法，具体如下：

S1、供热开发利用模式：从1#地热井中抽取地热水，根据地热水组分特征和溶解物特征，通过水气分离装置、除砂处理装置、超滤膜组件、除气装置对水中所包含的不利于安全开发和回灌的原油、可燃气体、有毒气体、粉细砂粒进行处理后通过热泵技术提取热量供用户末端使用，提供热量后地热水温度降低到10℃-15℃，该具体温度可根据制冷需求和经济性而定，然后将低温尾水经粗过滤装置、精过滤装置以及除气装置除去悬浮颗粒、微生物、气体后通过2#地热井回灌；

S2、制冷开发利用模式：经过一次供热开发后，会在2#地热井储层周边形成一个低温水分布区，和供热模式正好相反，制冷时从2#地热井中抽取低温水，对所含原油、可燃气体、有毒气体、粉细砂粒进行处理后通过热泵技术制冷供用户末端使用，同时将用户末端热量转移到低温水中，使得低温地热水温度升高到不低于储层温度变为高温水，然后将高温水除去悬浮颗粒、微生物、气体后通过1#地热井回灌。

如此，两个地热井分别作为开采井或回灌井，可进行供热和制冷模式的切换，进行循环往复的供热和制冷，防止了水热型地热资源开发工程热突破问题的发生，同时使水热型地热资源由单一的供热模式优化为供热和制冷兼顾模式，对地热的利用率更高，另外，两个井分别作为开采井或回灌井，可防止回灌堵塞问题，相比单一供热模式下需要专门对回灌井进行防堵塞洗井养护，节约了成本。

本发明具备以下有益效果：

1、该水热型地热资源开发利用系统，通过设置两个地热井，进行供热和制冷模式的切换，防止了水热型地热资源开发工程热突破问题的发生。