[發明專利]一種地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法

有效

• 申請號: 201711058422.4
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107782004B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 朱傳杰;楊凱;林柏泉;盧細苗;高子善
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F24T10/40
• 分類號: F24T10/40
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a）在礦井熱源區（19）間隔施工多個鉆孔,并在每個鉆孔中埋設集熱熱管（1），集熱熱管（1）外露段一端布置在集熱水箱（6）內，外露孔口至集熱水箱（6）入口段的集熱熱管段上設有熱管保溫層（2），布置在集熱水箱（6）內的集熱熱管（1）段上均設有翅片（3），集熱熱管（1）頭部設有端蓋（4），端蓋（4）通過螺紋連接固定在集熱水箱（6）內的銅制熱管舶（8）上，通過銅制熱管舶（8）將多個集熱熱管串聯固定，并進行封孔，以防止鉆孔內熱量散失；

b）向集熱水箱（6）內注水，使水位沒過集熱熱管的翅片（3）；

c）將連接在集熱水箱（6）下部的集熱水箱熱水管（12）和連接在集熱水箱（6）上部的集熱水箱冷水管（13）分別與換熱器（9）的出入口連接在一起，通過水泵一使熱水通過集熱水箱熱水管（12）注入換熱器（9）內，經換熱器（9）換熱后的冷水經過水泵二通過集熱水箱冷水管（13）返回集熱水箱（6）；

d）在需要加熱的煤層巷道內布置熱源水箱（10），將連接在熱源水箱（10）上部的熱源水箱熱水管（14）和連接在熱源水箱（10）下部的熱源水箱冷水管（15）分別與換熱器（9）的出入口連接在一起，熱源水箱（10）內的冷水經水泵三通過熱源水箱冷水管（15）流入換熱器（9）內，經換熱器（9）熱交換后的熱水在水泵四的驅動下通過熱源水箱熱水管（14）返回熱源水箱（10）內；

e）在瓦斯抽采鉆孔中間隔安裝多個加熱熱管（11），多個加熱熱管（11）的前端設在瓦斯抽放鉆孔中，后端設在熱源水箱（10）內，加熱熱管（11）的結構與集熱熱管（1）布置在集熱水箱（6）內的結構相同，方向相反；

f）以熱源水箱（10）作為熱源，通過加熱熱管（11）對瓦斯抽采煤層（20）進行持續加熱，進入加熱熱管（11）內部的液體工質（5）在浸入熱源水箱（10）內的加熱熱管段部分受熱蒸發并帶走熱量，進入加熱熱管（11）內部的液體工質（5）進入瓦斯抽采煤層（20）內的加熱熱管段部分進行冷凝放熱，將加熱熱管（11）隨瓦斯抽采管道一同進行封孔，聯接瓦斯抽采管網進行瓦斯抽采。

2.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于：所述集熱熱管（1）和加熱熱管（11）外露孔口段的長度至少為2米，以保證集熱熱管和加熱熱管外露段上設置的翅片（3）全部安裝在集熱水箱（6）和熱源水箱（10）內。

3.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于：所述的集熱熱管（1）和加熱熱管（11）為完全密封的碳素無縫鋼管，液體工質（5）充裝在密封的碳素無縫鋼管內。

4.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于：所述的集熱水箱（6）和熱源水箱（10）均為含有保溫芯層的水箱（7），穿過水箱箱體的集熱熱管（1）和加熱熱管（11）的入孔處均采用環形橡膠墊片進行防漏。

5.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于：所述的集熱水箱（6）、熱源水箱（10）、集熱水箱熱水管（12）、集熱水箱冷水管（13）、熱源水箱熱水管（14）和熱源水箱冷水管（15）內的傳熱介質均為水。

6.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于：所述的集熱水箱熱水管（12）、集熱水箱冷水管（13）、熱源水箱熱水管（14）和熱源水箱冷水管（15）外部均具有隔熱保溫層（18）。

7.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于：所述的加熱熱管（11）根據瓦斯抽采鉆孔位置的不同選用不同類型的熱管，當瓦斯抽采鉆孔為上行孔時采用熱虹吸管，當鉆孔為下行孔時采用含有吸液芯的熱管。

8.根據權利要求1所述的地熱能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于，所述的液體工質（5）采用氟利昂、丙酮、甲醇、或乙醇。