[发明专利]一种开采干热岩地热资源的装置

说明书

本发明提供了一种开采干热岩地热资源的装置，属于能源开采设备领域，包括输入管道、换热模块、输出管道和热交换模块；换热模块包括多个换热单元，多个换热单元套设在输出管道上并沿输出管道高度方向均匀排布，输入管道设置在输出管道一侧；每个换热单元上设置有进口和出口，进口与输入管道连通，出口与输出管道连通；热交换模块包括热交换终端和介质终端，热交换终端和介质终端连通，输入管道的上端通过换热泵与介质终端连通，输出管道上端通过换热管道与热交换终端连通。该装置通过设置多个换热单元实现了分层采集，解决了深层压力大热能受阻的问题，大大提高了换热介质与干热岩体接触的时间，减少热能衰减的速度，从而提高了换热效率。

技术领域

本发明属于能源开采设备领域，具体涉及一种开采干热岩地热资源的装置。

背景技术

地热能是具有较大前景的可再生能源之一，与其他新能源如太阳能、风能和生物质能相比，其具有分布广、储量大、可再生、应用清洁、受外界影响小 (如昼夜，风速，温差)等特征，因此受到能源开发领域的关注。随着科技及地质探勘开发技术的大力提高和发展，储层在底层深部的地热资源越来越受到能源开发者的关注。干热岩地热资源由于不受地理限制及量大分布广泛已经成为未来地热能开发的重要领域。

地热资源的利用率高低取决于资源开采所用的工具和方法，目前，干热岩地热资源的开采设备主要是采用管状传输工具，将管状工具置于干热岩地热资源中，然后向管状传输工具中注入热交换液体，通过热交换液体将干热岩地热资源的热能吸收并传输至地面，然后再通过放热过程将吸收的热能进行收集，从而达到地热资源开采的目的。

这种管状传输工具虽然能够达到地热资源开采的目的，但是由于地下压力大，加大了蒸汽阻力，收集能耗大，且管状工具受热面积有限，降低了热交换率。

因此，本申请提出一种开采干热岩地热资源的装置。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种开采干热岩地热资源的装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种开采干热岩地热资源的装置，包括输入管道、换热模块、输出管道和热交换模块；

所述换热模块包括多个换热单元，多个所述换热单元套设在所述输出管道上并沿所述输出管道高度方向均匀排布，所述输入管道设置在所述输出管道一侧；每个所述换热单元上设置有进口和出口，所述进口与所述输入管道连通，所述出口与所述输出管道连通；

所述热交换模块包括热交换终端和介质终端，所述热交换终端和介质终端连通，所述输入管道的上端通过换热泵与所述介质终端连通，所述输出管道上端通过换热管道与所述热交换终端连通；

每个所述换热单元均包括从上到下依次设置且穿过所述输出管道的套环、转盘、顶盘和底盘，所述转盘和顶盘抵接，所述底盘与所述输出管道外壁固定连接，所述套环与所述输出管道转动连接，所述顶盘和底盘之间设置有多个热交换管，所述热交换管与所述顶盘和底盘连通；

所述顶盘上开设有排热口，所述转盘上开设有与所述排热口配合的热能出口，所述套环与其对应的所述输出管道上开设有热能采集口，所述热能采集口通过弯管与所述热能出口连通；所述顶盘还设置有介质入口，所述输入管道上开设有与所述介质入口对应的介质出口，所述介质入口和介质出口通过介质导通管连通；

每个所述套环和转盘通过一个转动驱动模块驱动绕所述输出管道转动，使得所述排热口与所述热能出口导通或断开。

优选地，多个所述热交换管竖向排布在所述顶盘和底盘之间，其上下两端分别与所述顶盘和底盘连通。

优选地，所述转盘底部设置有密封圈，所述密封圈底部与所述顶盘顶部密封接触。