[發(fā)明專利]一種用于儲存壓縮空氣能量的系統(tǒng)和方法

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• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN111886191A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅曼·A·布萊克;莫里斯·B·杜西奧爾特
• 申請（專利權(quán)）人: 清潔科技地質(zhì)力學(xué)有限公司
• 主分類號: B65G5/00
• 分類號: B65G5/00;E21F17/16
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

1.一種用于存儲壓縮氣體的儲存容器，其包括：

一設(shè)置在地下的鉆井孔；

一設(shè)置于鉆井孔內(nèi)的套管且該套管被水泥固定至周圍的巖層上，被套管覆蓋的鉆井孔限定了用于存儲壓縮氣體的空間；和

至少一個氣體流量調(diào)節(jié)器，其被密封在套管的頂端，用于選擇性地將壓縮氣體注入所述空間或從所述空間排出壓縮氣體，其中，所述壓縮氣體由可再生能源產(chǎn)生，所述可再生能源包括風(fēng)能、太陽能、潮汐能和地?zé)崮堋?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，井的有效容積為1-8m ³/(100m井長)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲存容器，其特征在于，井的總體積為50-100m ³。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，所述鉆井孔在地下垂直，傾斜或水平設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，所儲存的壓縮氣體具有5MPa-100MPa的壓力和50℃-250℃的溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，每個套管和其水泥層都是耐腐蝕的，并且可以承受5MPa-100MPa的壓力和50℃-250℃的溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，還包括基塞或底部密封件以便密封套管的底端，防止壓縮氣體泄漏。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，所述套管包括多個部分，所述多個部分包括隨著鉆井孔長度的延長而直徑逐漸減小的套管。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，還包括：頂部密封件，其設(shè)置在所述套管的頂部；以及至少一個供應(yīng)管，其穿設(shè)所述頂部密封件且與至少一個閥連接，以允許將所述壓縮氣體注入所述儲存容器中的容積空間或從所述儲存容器中的容積空間被排出。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，至少一個氣體流量調(diào)節(jié)器是允許注入和產(chǎn)生所述壓縮氣體的井口的閥。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，所述壓縮氣體為被壓縮的空氣。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，所述壓縮氣體的壓力為50MPa。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存容器，其特征在于，被套管覆蓋的鉆井孔的容積為7m³/(100m長度)，深度為1000米，總體積為70m ³。

14.一種用于以壓縮氣體形式存儲能量的系統(tǒng)，其包括：

一個或多個用于存儲壓縮氣體的能量儲存容器，每個能量儲存容器均包括：

一設(shè)置在地下的鉆井孔；

一設(shè)置于鉆井孔內(nèi)的套管且其被水泥固定至周圍的巖層上，該套管限定了用于存儲壓縮氣體的空間；和

至少一個氣體流量調(diào)節(jié)器，其密封在被套管覆蓋的鉆井孔的頂端，用于選擇性地將壓縮氣體注入該空間或從該空間排出壓縮氣體；

至少一臺地面氣體壓縮機，其與一個或多個儲能容器密封且以流體連通的方式連接，以便壓縮氣體并向儲存容器中注入壓縮氣體；以及

至少一個地面氣體膨脹機，其與一個或多個能量儲存容器密封且通過流體連通的方式連接，以便利用從一個或多個儲能容器中排出的壓縮氣體生產(chǎn)電能。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述套管和水泥層適于承受高達100MPa的循環(huán)壓力和高達250攝氏度的溫度，并且所述套管和水泥層是耐腐蝕的。