[發明專利]取熱不取水的井內循環地熱開采系統及方法

有效

• 申請號: 202010206413.0
• 申請日: 2020-03-23
• 公開（公告）號: CN111197871B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王海柱;劉欣;李根生;李敬彬;田守嶒;黃中偉;宋先知;史懷忠;張逸群;楊睿月
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: F24T10/15
• 分類號: F24T10/15;E21B43/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 陳偉;陳燁

本發明提供了一種取熱不取水的井內循環地熱開采系統及方法，井內循環地熱開采系統包括：第一和第二采熱井，穿過第一和第二地熱層；第一和第二換熱機構，設于第一和第二采熱井中，具有第一和第二換熱空間、第一和第二輸入端口、第一和第二輸出端口；第一輸入端口與第一地熱層連通，第一輸出端口通過第一管道與第二地熱層的一端連通；第二輸入端口與第二地熱層的另一端連通，第二輸出端口通過第二管道與第一地熱層的另一端連通，第一和第二管道上分別設有第一和二增壓泵；第一和第二導熱管，下端分別與第一和第二換熱空間連通，上端延伸至地面。本發明實施例的方案具有采熱效率高、開采速率快、成本低、熱能利用率高、耗能少的優點。

技術領域

本發明涉及地熱開采技術領域，尤其涉及一種無需注水井，攜熱流體在井內循環取熱、可同時開發地熱能且采熱不采水、注采同井、在井網內循環的地熱開采系統及方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對能源的需求量日益擴大，特別是以煤炭、石油和天然氣等化石能源為主的能源消費急劇上升。而化石能源不僅不可再生，其燃燒排放的二氧化碳等溫室氣體還會導致全球氣候變暖，造成嚴重的環境污染問題，威脅人類社會的可持續發展。因此，大力發展清潔可再生能源已成為世界各國的能源策略。地熱能作為一種綠色低碳、可循環利用的可再生清潔能源，具有儲量大、分布廣、清潔環保、穩定可靠等特點，具有優化能源結構、節能減排和改善環境的重要作用。并且與太陽能、風能、水能、潮汐能和生物質能等可再生能源相比，地熱能基本不受地理位置、氣候和季節的影響，并具有分布廣、儲量大、產量穩定和有效工作時間長等優勢。

我國從上個世紀70年代開始進行地熱發電，但在后續40多年時間里，我國地熱發電發展緩慢，始終停滯不前。究其原因，一方面，我國已探明的地熱資源儲量規模小、品質差，大型高溫地熱田少；另一方面，現有地熱開發方式取熱功率有限，開采效率低，極大限制了地熱發電應用。

發明內容

基于前述的現有技術缺陷，本發明實施例提供了一種無需注水井，攜熱流體在井內循環取熱、可同時開發地熱能且采熱不采水、注采同井、在井網內循環的地熱開采系統及方法，可較佳的解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明提供了如下的技術方案。

一種取熱不取水的井內循環地熱開采系統，包括：

第一采熱井和第二采熱井，穿過第一地熱層和第二地熱層；

第一換熱機構，設于所述第一采熱井中，具有第一換熱空間、與所述第一換熱空間連通的第一輸入端口和第一輸出端口；所述第一輸入端口與所述第一地熱層的一端連通，所述第一輸出端口通過第一管道與所述第二地熱層的一端連通，所述第一管道上設有第一增壓泵；

第二換熱機構，設于所述第二采熱井中，具有第二換熱空間、與所述第二換熱空間連通的第二輸入端口和第二輸出端口；所述第二輸入端口與所述第二地熱層的另一端連通，所述第二輸出端口通過第二管道與所述第一地熱層的另一端連通，所述第二管道上設有第二增壓泵；

第一導熱管，其下端與所述第一換熱空間連通，上端延伸至地面；

第二導熱管，其下端與所述第二換熱空間連通，上端延伸至地面；

其中，所述第一地熱層、第一換熱空間、第一管道、第二地熱層、第二換熱空間、第二管道順次連通形成換熱循環通道，所述換熱循環通道中容置有攜熱流體，所述攜熱流體在所述第一增壓泵和第二增壓泵的作用在于所述換熱循環通道中循環流動。

一種利用上述實施例所述的地熱開采系統進行地熱開采的方法，包括：

開啟所述第一增壓泵和第二增壓泵，使攜熱流體進入所述第二地熱層取熱，被加熱后的攜熱流體進入所述第二換熱機構進行熱交換，熱量通過所述第二導熱管傳輸至地面；