干热岩(EGS)单井双分支人工致裂换热系统技术方案

本发明专利技术是一种干热岩(EGS)单井双分支人工致裂换热系统，有三大系统组成：a.注入系统，包括注入管（1）、座封器（2）；b.换热系统，包括水平裸眼井孔（3）、人工致裂岩层（4）；c.排出系统，包括排出管（5）、隔传导型材料（6）；三大系统与地面热能利用设备连接，形成循环系统，高效率地将干热岩热储层的热能导出，运用于发电、供暖（制冷）等，实现低碳环保、能源再生的社会价值。本发明专利技术是一种全新的提取利用地热能的技术。

【技术实现步骤摘要】
干热岩(EGS)单井双分支人工致裂换热系统
本专利技术属于干热岩(EGS)技术，尤其是涉及单井双分支人工致裂换热系统。
技术介绍
《国家能源局关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》（国能新能【2016】第54号）实现2020、2030年非化石能源占一次能源消费比重分别达到5%、20%的能源发展战略目标。2016年《可再生能源“十三五”发展规划》在青藏铁路沿线、西藏、四川西部等高温地热资源分布地区，新建若干万千瓦级高温地热发电项目，对西藏羊八井地热电站进行技术升级改造。支持在青藏高原及邻区、京津唐等东部经济发达地区开展深层高温干热岩发电系统关键技术研究和项目示范。2016年《能源生产和消费革命战略》积极推广太阳能、地热能、空气热能等可再生能源建筑规模化应用技术；开展地热能示范县、示范乡镇建设；联合开发水能、光伏、风能、生物质能、地热能、海洋能等资源，打造清洁能源合作样板。2016年国家能源局在《能源技术革命创新行动计划(2016–2030年）》中提出“加强地热能开发利用，研发水热型地热系统改造及增产技术，突破干热岩开发关键技术装备，建设兆瓦级干热岩发电和地热综合梯级利用示范工程”。2017年1月,国家发改委，国家能源局，国家资源局联合发布《地热能开发利用“十三五”规划》明确了“十三五”期间地热能开发利用的具体任务，未来4年内，我国将新增地热能供暖(制冷)面积11亿平方米，其中：新增浅层地热能供暖(制冷)面积7亿平方米，新增水热型地热供暖面积4亿平方米。到2020年，地热供暖(制冷)面积累计达到16亿平方米。京津冀地区地热能年利用量达到约2000万吨标准煤。为达成上述地热规划的发展目标，“十三五”期间，中国平均每年新增地热发电装机容量要达到100MW。初步估算，“十三五”期间，浅层地热能供暖(制冷)可拉动投资约1400亿元，水热型地热能供暖可拉动投资约800亿元，地热发电可拉动投资约400亿元，合计约为2600亿元。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种较低成本，高效节能，热能利用率高，低碳环保提取利用地热能的干热岩(EGS)单井双分支人工致裂换热系统。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：步骤1：依据需热量、地热梯度施工一定深度的一口直井，在井壁上开凿两口同向水平裸眼井孔。步骤2：在井孔内安装排出管（5），在排出管（5）外部填充隔传导型材料（6），建成排出系统。步骤3：在排出管（5）内安装注入管（1），在注入管（1）下端安装座封器（2），建成注入系统。步骤4：在两口水平裸眼井孔之间采用压裂技术使干热岩体形成人工致裂岩层（4），与水平裸眼井孔（3）建成热交换系统。步骤5：在注入管（1）、排出管（5）、水平裸眼井孔（3）内部填充工质（7），填充量依据需热量计算确定。本专利技术由于采取了以上技术方案，其具有以下优点：1、绿色环保，无废气、废液、废渣排放。2、取水方便，城市自来水、劣质水改造后均可利用。3、水介质反复循环利用，可保护节约城市地下水资源。4、水源稳定，水温可调，热能利用率高，高效节能。5、无易燃、易爆装置，使用安全。6、系统使用寿命长。地下及地面管材，耐腐蚀、耐高温、耐高压，使用年限可达70年以上。7、井径相对较小，又经固井施工，水泥固结，地下无运动设备，不会造成地层垮塌，不会影响地面建筑及城市设施安全。8、建井技术成熟，成本低，效率高，经济效益显著。9、占地面积小，可突破地面空间狭小及地下城市地质红线的限制。10、对致密的干热岩体进行人工压裂，扩大换热面积和体积，更高效地将干热岩体中的热能导出。附图说明图1为本专利技术的结构示意图图中（1）注入管、（2）座封器、（3）水平裸眼井孔、（4）人工致裂岩层、（5）排出管、（6）隔传导型材料、（7）工质。具体实施方式1、根据前期地质勘查，选取合适的干热岩热储层位置，选定井位，依据需热量、地热梯度施工一定深度的一口直井，在井壁上开凿两口同向水平裸眼井孔。2、在井孔内安装排出管（5），在排出管（5）外部填充隔传导型材料（6），建成排出系统。。3、在排出管（5）内安装注入管（1），在注入管（1）下端安装座封器（2），建成注入系统。4、在两口水平裸眼井孔之间采用压裂技术使干热岩体形成人工致裂岩层（4），与水平裸眼井孔（3）建成热交换系统。5、在注入管（1）、排出管（5）、水平裸眼井孔（3）内部填充一定量的工质（7）。6、启动系统，工质由注入系统进入热交换系统完成热能交换，然后由排出系统排出。工质在地面热能利用设备中做功后再进入注入系统进行下一个循环。技术特点：在直井的井壁上开凿两口同向水平裸眼井孔，采用人工压裂技术，使两口水平井孔之间的致密干热岩体形成裂隙，建造人工热交换系统，更高效地将干热岩体的热能导出。应用此技术节约占地空间，节约水资源，降低成本，热能利用率高，绿色环保，无废气、废液、废渣排放，社会效益显著。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.干热岩(EGS)单井双分支人工致裂换热系统，其特征在于：施工一定深度的一口直井，在井壁上开凿两口同向水平裸眼井孔，建造三大系统：a.注入系统，包括注入管（1）、座封器（2）；b.换热系统，包括水平裸眼井孔（3）、人工致裂岩层（4）；c.排出系统，包括排出管（5）、隔传导型材料（6）；注入系统、换热系统和排出系统构成循环系统，内部注入一定量的工质（7）。

【技术特征摘要】
1.干热岩(EGS)单井双分支人工致裂换热系统，其特征在于：施工一定深度的一口直井，在井壁上开凿两口同向水平裸眼井孔，建造三大系统：a.注入系统，包括注入管（1）、座封器（2）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志海，
申请(专利权)人：魏志海，
类型：发明
国别省市：河南,41