[發明專利]一種地熱開發系統及其施工方法

有效

• 申請號: 201910029159.9
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN110030745B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 唐春安;趙堅;楊菊英;馬天輝;王思敬;唐慕
• 申請（專利權）人: 力軟科技（美國）有限責任公司;大連理工大學;大連力震科技有限公司
• 主分類號: F24T10/17
• 分類號: F24T10/17;F24T10/20;F24T10/30;E21D7/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

1.一種地熱開發系統，其特征在于，所述的地熱開發系統包括地面提升系統(1)、大直徑豎井(2)、地下高溫高壓換熱水池(3)、換熱導流通道(4)和由進路爆破巷道(5)和主巷道(6)形成的熱礦爆破裂隙儲流層(7)，地熱開發系統沿大直徑豎井(2)內壁設置注入管道(8)和收集管道(9)，注入管道(8)通過干熱巖中地下高溫高壓換熱水池(3)的鉆孔中換熱導流通道(4)與收集管道(9)相連通，地下高溫高壓換熱水池(3)周圍布置流通主巷道(6)，根據需要沿著大直徑豎井(2)和地下高溫高壓換熱水池(3)縱向布置多層主巷道(6)，并沿主巷道(6)水平設置多排進路爆破巷道(5)，利用崩落法對巖石進行松動爆破，形成熱礦爆破裂隙儲流層(7)，并在熱礦爆破裂隙儲流層(7)對應的大直徑豎井(2)上方設置可移動密封裝置(11)；然后通過注入管道向地下高溫高壓換熱水池(3)中注水存水，形成水熱巖，并不再回收，關閉注水功能；利用U形管原理，由注入管道(8)與收集管道(9)將冷水與地下高溫高壓換熱水池(3)中的水熱巖交換熱能，實現了雙重換熱，既獲取了干熱巖中的熱量，也汲取了水熱交換的熱量，形成封閉的換熱系統；由地面提升系統進行必要的人員、設備、礦山資源運輸，注入管道(8)和收集管道(9)均與設置在地面發電系統上的發電工作平臺相連從而形成封閉循環。

2.根據權利要求1所述的地熱開發系統，其特征在于，所述的可移動密封裝置設置于大直徑豎井(2)內部上，可移動密封裝置的面板結構(12)外壁設有的支撐體系(13)與大直徑豎井(2)內壁設有的周邊固定系統(15)配合，實現調位滑動和定位卡固；可移動密封裝置根據熱礦爆破裂隙儲流層(7)進行調節，位于熱礦爆破裂隙儲流層(7)上方；可移動密封裝置主要由面板結構(12)、支撐體系(13)、液壓裝置(14)和周邊固定系統(15)組成；面板結構(12)為主體結構，其具有一定的厚度，內部布置液壓裝置；支撐體系(13)設置在面板結構(12)外壁，與大直徑豎井(2)內壁設有的周邊固定系統(15)通過卡扣連接；液壓裝置(14)安置在面板結構(12)穿過注入管道(8)和收集管道(9)的鉆孔周邊，用于固定注入管道(8)和收集管道(9)，并安置機關可控；周邊固定系統(15)支護在大直徑豎井(2)內壁上，是沿著大直徑豎井(2)內壁豎向連續排列，用于固定可移動的支撐體系(13)。

3.根據權利要求1或2所述的地熱開發系統，其特征在于，所述的換熱導流通道(4)的截面設置成圓形管道或巷道，多層時布置成螺旋狀，根據現場情況或實際需求設置成多層，可移動密封裝置(11)實現大直徑豎井(2)的密封。

4.根據權利要求1或2所述的地熱開發系統，其特征在于，所述的大直徑豎井(2)直徑應足夠大，根據現場要求，注入管道(8)和收集管道(9)在大直徑豎井(2)內壁內設置多根。

5.根據權利要求4所述的地熱開發系統，其特征在于，所述的換熱導流通道(4)由耐腐蝕和導熱性能好的材料制成，所述的注入管道(8)和收集管道(9)由耐高溫、高壓以及隔熱的材料制成。

6.根據權利要求1、2或5所述的地熱開發系統，其特征在于，所述可移動密封裝置(11)采用兩層或多層布置，來阻擋住豎井下部高溫的過多流失。

7.根據權利要求2所述的地熱開發系統，其特征在于，所述面板結構(12)采用鋼結構或者混凝土結構構成。