[实用新型]一种储热式地热能全井段干井采热系统

说明书

本实用新型涉及一种储热式地热能全井段干井采热系统，包括采热供暖单元和地下采热单元，地下采热单元包括中心管，在该中心管外同轴套装有套管，中心管插装贯通经过地热井的低温层和高温层，套管插装在低温层。本系统打破了地热供暖建筑群对水热型地热供暖系统的依赖，对于无水或出水量较少的干式地热井可将其转化为单井开采系统，充分利用每一口地热井，在相同供暖条件下，可减少地热井的数量，进而减少地热供暖系统的初投资，经济性优势凸显。

技术领域

本实用新型属于地热资源开采利用领域，涉及深部碳酸盐岩地热资源开采利用技术，具体涉及一种储热式地热能全井段干井采热系统。

背景技术

我国经济建设快速发展，对能源的需求快速增加，煤炭等传统能源对生态环境造成严重影响，加大清洁可再生能源开发利用是转变能源发展方式、调整能源结构的重要举措。

深部碳酸盐岩地热资源作为一种清洁能源，在北方供暖中越来越受到重视，对于中深层地热能的开发，国内目前主要模式为开采抽取地下热水模式，即从数十米至数千米深的地下将热水抽出，再经过地面设置的换热系统将热能提取。该模式对建筑物的选址要求较大，在打地热井时，常出现出水量少甚至无水干热岩型的地热井，这种情况加大了企业的投资风险，一定程度上阻碍了地热供暖的快速规模化推广。对此，专家学者们提出了单井封闭循环利用出水量少或无水的干式地热井方案，但是该方案存在取热过程中换热损失严重，井口出水温度低等问题。

为拓宽深部碳酸盐岩地热资源的利用范围，解决现有中深层出水量少或无水的地热井开采系统中存在的问题，本实用新型提出了一种储热式地热能全井段干井采热系统，该系统能够利用出水量少或者无水的干式地热井，打破了传统水热型地热井在开采过程中对地下热水依赖的限制，并且对于现在按照国家政策需关停的无法回灌的生产-注入型地热井，该系统可将其转化为单井开采系统，并且可以解决现有利用出水量少或无水的干式地热井的系统中存在的取热过程中热损失严重，出水温度低等问题，另外，该系统可以实现地热井低温段的夏季储热过程，进而减少取热过程中管内热水在地热井低温段的热量损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可以有效解决现有利用出水量少或无水的干式地热井的系统中存在的取热过程中热损失严重，出水温度低等问题，同时应用于冬季供暖和夏季蓄热工况的热式地热能全井段干井采热系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种储热式地热能全井段干井采热系统，包括采热供暖单元和地下采热单元，采热供暖单元设置在地面上，包括热泵机组、注水泵和抽水泵，注水泵包括中层注水泵及外层注水泵，抽水泵包括内层抽水泵和外层抽水泵，在内层抽水泵前端安装有内层抽水阀门和旁路阀门；所述地下采热单元设置在地下井中，该地下采热单元包括中心管，在该中心管外同轴套装有套管，中心管插装贯通经过地热井的低温层和高温层，套管插装在低温层，中心管、套管与地井壁形成外层通道、中层通道及内层通道。

一种储热式地热能全井段干井采热系统，包括供暖回路和蓄热回路，所述的供暖回路由热泵机组、中层注水泵、中层通道、内层通道、内层抽水泵和内层抽水阀门组成，所述的蓄热回路由中层注水泵、中层通道、外层通道、外层抽水阀门、外层抽水泵组成，还包括预热保温回路，该预热保温回路由热泵机组、外层注水泵、外层注水阀门、外层通道、内层通道、内层抽水泵和旁路阀门组成。

而且，所述的注水泵和抽水泵均设置在地面上。

一种储热式地热能全井段干井采热系统的应用：冬季供暖先形成预热保温回路，后关闭预热保温回路形成供暖回路。

一种储热式地热能全井段干井采热系统的应用：夏季储热形成蓄热回路。

本实用新型的优点和积极效果是：