[發明專利]一種利用地熱開采煤層氣的裝置及方法

有效

• 申請號: 202310653880.1
• 申請日: 2023-06-05
• 公開（公告）號: CN116411887B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 康志勤;高鵬貴;郭洋;王磊;朱淳;孫丁偉;賈毅超;楊棟;趙靜;趙陽升
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F24T10/20;E21B43/24
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 張敏;崔浩

1.一種利用地熱開采煤層氣的裝置，其特征在于，從地面至煤層氣開采區域（11）設置有煤層冷水抽采井（2）、煤層熱水注入井（3）和煤層氣開采井（10），所述煤層氣開采區域（11）通過壓裂形成放熱裂縫通道（1）；煤層冷水抽采井（2）和煤層熱水注入井（3）通過放熱裂縫通道（1）連通，形成煤層水通道；

從地面至煤層氣開采區域（11）下部的地熱巖層（12）設置有地熱冷水注入井（5）和地熱熱水抽采井（6），所述地熱巖層（12）通過壓裂形成吸熱裂縫通道（4）；地熱冷水注入井（5）和地熱熱水抽采井（6）通過吸熱裂縫通道（4）連通，形成地熱水通道；

地熱水通道與煤層水通道相連接，用于將地熱水通道的熱量傳遞至煤層水通道；所述地熱水通道與煤層水通道相連接，是地熱熱水抽采井（6）出水口經地面換熱站（7）與地熱冷水注入井（5）相連接，煤層冷水抽采井（2）的出水口經地面換熱站（7）與煤層熱水注入井（3）相連接；或是地熱熱水抽采井（6）出水口與煤層熱水注入井（3）進水口相連接，煤層冷水抽采井（2）的出水口與地熱冷水注入井（5）的進水口相連接。

2.根據權利要求1所述的一種利用地熱開采煤層氣的裝置，其特征在于，所述煤層冷水抽采井（2）的出水口端和地熱熱水抽采井（6）的出水口端均連接有除渣裝置（9）。

3.根據權利要求1所述的一種利用地熱開采煤層氣的裝置，其特征在于，煤層熱水注入井（3）進水口前端與二次加熱站（8）相連接。

4.一種利用地熱開采煤層氣的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）分別向煤層氣開采區域（11）鉆入煤層冷水抽采井（2）和煤層熱水注入井（3），采用壓裂方式在煤層氣開采區域（11）形成放熱裂縫通道（1）；煤層冷水抽采井（2）和煤層熱水注入井（3）通過放熱裂縫通道（1）連通，形成煤層水通道；

2）分別向煤層氣開采區域（11）下部的地熱巖層（12）鉆入地熱冷水注入井（5）和地熱熱水抽采井（6），采用壓裂方式在地熱巖層（12）形成吸熱裂縫通道（4）；地熱冷水注入井（5）和地熱熱水抽采井（6）通過吸熱裂縫通道（4）連通，形成地熱水通道；

3）將地熱水通道與煤層水通道相連接，用于將地熱水通道的熱量傳遞至煤層水通道；向煤層氣開采區域（11）鉆入煤層氣開采井（10），通過地熱水通道將熱量傳遞至煤層水通道對煤層氣開采區域加熱，再通過煤層氣開采井（10）開采煤層氣；

所述將地熱水通道與煤層水通道相連接，是將地熱熱水抽采井（6）出水口與煤層熱水注入井（3）進水口相連接，煤層冷水抽采井（2）的出水口與地熱冷水注入井（5）的進水口相連接；通過地熱水通道直接將熱量傳遞至煤層水通道；或是將地熱熱水抽采井（6）出水口經地面換熱站（7）與地熱冷水注入井（5）相連接，煤層冷水抽采井（2）的出水口經地面換熱站（7）與煤層熱水注入井（3）相連接；通過地熱水通道間接將熱量傳遞至煤層水通道。

5.根據權利要求4所述的一種利用地熱開采煤層氣的方法，其特征在于，所述地熱巖層（12）與煤層氣開采區域（11）的距離＞1500m，且地熱巖層（12）的溫度≥80℃；沿煤層熱水注入井（3）注入放熱裂縫通道（1）中的熱水溫度≥100℃。

6.根據權利要求4所述的一種利用地熱開采煤層氣的方法，其特征在于，所述放熱裂縫通道（1）位于煤層與其底板的交界面處或位于所述交界面以上1.0m的范圍內。