[發明專利]地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱及造腔方法

有效

• 申請號: 202210236237.4
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114575924B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 凌道盛;朱松;鄭建靖;鈕家軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，包括注水管柱和出鹵管柱；所述注水管柱和出鹵管柱分開設置，采用單井的方式鉆入目的地層，用于水溶法建造地下鹽巖能源儲庫水平腔；所述注水管柱和出鹵管柱的井內部分均包括豎直段和水平段；所述出鹵管柱的水平段設置在靠近水平腔底部，并在管柱前端設置引鞋，水平段表面設置若干出鹵孔；所述注水管柱的水平段設置在靠近水平腔頂部，并在管柱前端設置引鞋，水平段表面設置若干注水孔；所述出鹵管柱的豎向位置保持不變，所述注水管柱隨著水溶造腔過程的進行，不斷提升，始終保持在靠近溶腔頂部的位置；所述注水孔和所述出鹵孔的外側表面均設有過濾網；所述注水管柱和所述出鹵管柱的上端固定并露出地表，均依次連接壓力表和閘閥；在所述出鹵管柱的出口處設有濃度監測控制系統。

2.根據權利要求1所述的地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，所述注水孔和出鹵孔的形狀為圓形、方形或橢圓形，孔的最大外徑不超過管柱直徑的1/3。

3.根據權利要求1所述的地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，所述注水孔和出鹵孔交錯分布在上下前后四個方向；在同一個截面處，最多開兩個孔。

4.根據權利要求1所述的地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，所述注水孔和出鹵孔的外側表面設置的過濾網，用以防止造腔管柱被不溶物堵塞；造腔過程中，間隔一段時間將注水管柱和出鹵管柱對調，進行反濾，防止孔口堵塞。

5.根據權利要求1所述的地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，所述壓力表和閘閥用于調節和控制注水管柱和出鹵管柱的壓力，淡水通過注水孔均勻注入，鹵水通過出鹵孔均勻抽出。

6.根據權利要求1所述的地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，所述注水管柱和出鹵管柱的水平段根據水平儲庫的水平方向尺寸確定，造腔過程中省去插拔管柱的過程。

7.根據權利要求1所述的地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱，其特征在于，所述濃度監測控制系統采用液體電子密度計測定排出鹵水的密度，再根據鹵水密度-濃度公式，換算得到鹵水濃度，當監測到鹵水濃度接近飽和濃度時，通過控制閘閥開關，從出鹵管柱排出鹵水。

8.一種利用權利要求1-7中任一項所述地下鹽巖能源儲庫水平腔造腔管柱進行造腔的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，預制注水管柱和出鹵管柱，采用單井造腔的方式，利用定向鉆井技術，將注水管柱和出鹵管柱打入到地下鹽巖礦床的指定位置；

步驟B，將注水管柱和出鹵管柱分開設置，通過注水管柱向鹽巖礦床內注入淡水，鹽巖溶解一段時間后，通過出鹵管柱向外抽水；通過壓力表和閘閥控制注水出鹵的壓力和流量；

步驟C，隨著水溶造腔過程的進行，逐步提升注水管柱水平段高度，使得注水管柱水平段始終保持在靠近溶腔頂部的位置；出鹵管柱水平段始終保持在靠近溶腔底部的位置；淡水迅速到達溶腔頂部溶蝕溶腔表面，高濃度鹵水通過出鹵管柱排出；

步驟D，間隔一段時間，將注水管柱和出鹵管柱在短時間內進行對調，進行反濾，防止孔口堵塞；

步驟E，持續不斷地注水、出鹵、提管，并間隔一段時間進行反濾，直到鹽巖溶腔達到設計要求。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在造腔過程中，間隔1～2天將注水管柱和出鹵管柱對調，進行反濾，反濾時間為10～30分鐘。