[發明專利]一種換熱工質可回收式同井采熱方法

在審

• 申請號: 202011102039.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112524829A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 雷宏武;蔡雨娜;白冰;崔銀祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: F24T10/20
• 分類號: F24T10/20
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 郭佳寧

1.一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一，設置單井系統

在巖石上建立井筒(3)，將潛水泵(14)設置在井筒(3)內，且將密封法蘭(6)固定連接在井筒(3)的井口處，潛水泵(14)設置在井筒(3)內的水位(15)以下；

步驟二，根據目標地熱儲層(2)的滲透率可選擇的在目標地熱儲層(2)內設置人工裂縫(4)，若設置人工裂縫(4)，則可選擇的在其內部填充支撐劑(5)；

步驟三，設置地上換熱供能部分

地上換熱供能部分包括增壓泵(10)、換熱或發電設備(8)和緩沖儲罐(9)，其中增壓泵(10)與換熱或發電設備(8)之間通過第一管道(11)相連，換熱或發電設備(8)與緩沖儲罐(9)之間通過第四管道(17)相連，增壓泵(10)上還設有第二管道(18)，第二管道(18)穿過密封法蘭(6)伸入井筒(3)內，同時換熱或發電設備(8)還與潛水泵(14)通過第三管道(19)相連，且在第一管道(11)、第二管道(18)、第三管道(19)和第四管道(17)上均設有閥門(16)；

步驟四，實施采熱過程：

注入：打開第一管道(11)、第二管道(18)及第四管道(17)上的閥門(16)，啟動增壓泵(10)將換熱或發電設備(8)和緩沖儲罐(9)中的低溫換熱介質通過第一管道(11)和第二管道(18)經由井筒(3)注入目標地熱儲層(2)，當低溫換熱介質的注入量達到預設值后，停止注入并關閉上述閥門(16)，使得井筒(3)井口處于密封狀態；

燜井：開始燜井，燜井時長達到預設值之后，打開第三管道(19)上的閥門(16)以解封井筒(3)；

回采：利用潛水泵(14)從目標地熱儲層(2)中經由井筒(3)抽取等量高溫換熱介質至換熱或發電設備(8)中進行換熱或發電。

2.根據權利要求1所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于將兩套或兩套以上的單井系統共用一套地上換熱供能部分，使得兩套或兩套以上的單井系統對同一供能單元交替實行步驟四的注入-燜井-回采過程。

3.根據權利要求1所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟一中井筒(3)穿過蓋層(1)連通至目標地熱儲層(2)。

4.根據權利要求3所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟一中井筒(3)為套管固井或非套管固井，其中井筒(3)為套管固井時井筒(3)與地層之間由高導熱套管連接，井筒(3)與目標地熱儲層(2)之間的套管進行射孔處理。

5.根據權利要求4所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟一中密封法蘭(6)上設置連接管道的密封接頭。

6.根據權利要求5所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟二中巖石若為干熱巖型地熱資源賦存的致密巖漿巖，則需通過激發手段在目標地熱儲層(2)中形成人工裂縫(4)，巖石若為水熱型地熱資源賦存的較高滲透率沉積巖，則不需要額外制造人工裂縫(4)，也就不需要填充支撐劑(5)。

7.根據權利要求6所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟三中第三管道(19)一端與潛水泵(14)連通，另一端穿過密封法蘭(6)與換熱或發電設備(8)連通。

8.如權利要求7所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟一中的井筒(3)為豎井、水平井或任何角度井。

9.如權利要求8所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于所述步驟四中的低溫換熱介質為水、CO₂或其他換熱工質。

10.如權利要求9所述的一種換熱工質可回收式同井采熱方法，其特征在于當采熱用于供暖時換熱或發電設備(8)為換熱設備，當采熱用于發電時換熱或發電設備(8)為能夠將熱能轉換成電能的發電設備。