【技术实现步骤摘要】
一种地热开发系统及其施工方法
本专利技术属于地热开发
,具体涉及一种热矿开发系统及其施工方法。
技术介绍
随着世界能源供需日趋紧张,并且传统的能源面临着短缺和高碳排放的问题,所以开发利用新能源成为研发的热点,其中对3000-10000米深部地热能资源的研发越来越受到人们的关注,但是受到钻井技术的局限,地热资源的开发利用率并不高。地热主要来自地球内部的放射性衰变产热,热源具有亿年尺度的可持续性,深地热开发是解决人类未来能源问题的根本出路。利用地热能可以解决当前的环境污染和能源短缺问题,目前开采地热能采用增强型地热系统EGSEnhancedGeothermalSystem,由于采用钻井技术,钻孔孔径小,水力压裂困难,即在岩体的温度足够,而岩体却没有足够的渗透性和流体性,导致不能产生足够的热能来发电,增强型地热系统EGSEnhancedGeothermalSystem就是通过人工来提高岩体的渗透性,增加产出热能,提高发电量。该方法与当前能源相比,开发成本高,不经济,并且岩体的渗透性和流体性逐渐会降低,管路受液体杂质影响还容易被堵塞,所以还没有被广泛使用。我国地表及浅部矿产资源大多已被发现和利用,大量深部资源又不具备经济开采条件,很多矿业公司面临资源匮乏的严峻形式,如何走出目前困境和使其能够持续发展成为各矿业首要任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题,提供一种基于深立井的地热开发系统,不仅能够解决老矿井面临的资源匮乏和破产等问题,也可能使一些不能满足开采经济指标的深部资源,可以结合深地热开发而具备开采价值。本专利技术的另一目的是提供一种地热开发系统 ...
【技术保护点】
1.一种地热开发系统,其特征在于,所述的地热开发系统包括地面提升系统(1)、大直径竖井(2)、地下高温高压换热水池(3)、换热导流通道(4)和由进路爆破巷道(5)和主巷道(6)形成的水‑岩地热储流层(7),热矿开发系统沿大直径竖井(2)内壁设置注入管道(8)和收集管道(9),注入管道(8)通过干热岩中地下高温高压换热水池(3)的钻孔中换热导流通道(4)与收集管道(9)相连通,地下高温高压换热水池(3)周围布置流通主巷道(6),根据需要沿着大直径竖井(2)和地下高温高压换热水池(3)纵向布置多层主巷道(6),并沿主巷道(6)水平设置多排进路爆破巷道(5),利用崩落法对岩石进行松动爆破,形成热矿爆破裂隙储流层(7),并在热矿爆破裂隙储流层(7)对应的大直径竖井(2)上方设置可移动密封装置(11);然后通过注入管道向地下高温高压换热水池(3)中注水存水,形成水热岩,并不再回收,关闭注水功能;利用U形管原理,由注入管道(8)与收集管道(9)将冷水与地下高温高压换热水池(3)中的水热岩交换热能,实现了双重换热,既获取了干热岩中的热量,也汲取了水热交换的热量,形成封闭的换热系统;由地面提升系统进行 ...
【技术特征摘要】
1.一种地热开发系统,其特征在于,所述的地热开发系统包括地面提升系统(1)、大直径竖井(2)、地下高温高压换热水池(3)、换热导流通道(4)和由进路爆破巷道(5)和主巷道(6)形成的水-岩地热储流层(7),热矿开发系统沿大直径竖井(2)内壁设置注入管道(8)和收集管道(9),注入管道(8)通过干热岩中地下高温高压换热水池(3)的钻孔中换热导流通道(4)与收集管道(9)相连通,地下高温高压换热水池(3)周围布置流通主巷道(6),根据需要沿着大直径竖井(2)和地下高温高压换热水池(3)纵向布置多层主巷道(6),并沿主巷道(6)水平设置多排进路爆破巷道(5),利用崩落法对岩石进行松动爆破,形成热矿爆破裂隙储流层(7),并在热矿爆破裂隙储流层(7)对应的大直径竖井(2)上方设置可移动密封装置(11);然后通过注入管道向地下高温高压换热水池(3)中注水存水,形成水热岩,并不再回收,关闭注水功能;利用U形管原理,由注入管道(8)与收集管道(9)将冷水与地下高温高压换热水池(3)中的水热岩交换热能,实现了双重换热,既获取了干热岩中的热量,也汲取了水热交换的热量,形成封闭的换热系统;由地面提升系统进行必要的人员、设备、矿山资源运输,注入管道(8)和收集管道(9)均与设置在地面发电系统上的发电工作平台相连从而形成封闭循环。2.根据权利要求1所述的地热开发系统,其特征在于,所述的可移动密封装置设置于大直径竖井(2)内部上,可移动密封装置的面板结构(12)外壁设有的支撑体系(13)与大直径竖井(2)内壁设有的固定系统(15)配合,实现调位滑动和定位卡固;可移动密封装置根据热矿爆破裂隙储流层(7)进行调节,位于热矿爆破裂隙储流层(7)上方;可移动密封装置主要由面板结构(12)、支撑体系(13)、液压装置(14)和周边固定系统(15)组成;面板结构(12)为主体结构,其具有一定的厚度,内部布置液压装置;支撑体系(13)设置在面板结构(12)外壁,与大直径竖井(2)内壁设有的固定系统(15)配合,如卡扣等连接;液压装置(14)安置在面板结构(12)穿过注入管道(8)和收集管道(9)的钻孔周边,用于固定注入管道(8)和收集管道(9),并安置机关可控;周边固定系统(15)支护在大直径竖井(2)内壁上,是沿着大直径竖井(2)内壁竖向连续排列,用于固定可移动的支撑体系(13)。3.根据权利要求1或2所述的地热开发系统,其特征在于,所述的换热导流通道(4)的截面设置成圆形管道或巷道,多层时布置成螺旋状,根据现场情况或实际需求设置成多层,移动密封装置(11)实现大直径竖井(2)的密封。4.根据权利要求3所述的地热开发系统,其特征在于,所述的进水管道单独设置或通过阀门控制与注水管道(8)合并为一个管道。5.根据权利要求1、2或4所述的地热开发系统,其特征在于,所述的大直径竖井(2)直径应足够大,根据现...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐春安,赵坚,杨菊英,马天辉,王思敬,唐慕,
申请(专利权)人:力软科技美国有限责任公司,大连理工大学,大连力震科技有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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