一种干热岩定向注采设备及开发方法技术

本发明专利技术公开了一种干热岩定向注采设备及开发方法，包括动力机Ⅰ，动力机Ⅰ输出轴一端并位于行程板下方的位置上固定安装有卡接管，卡接管底部通过螺纹套接有钻杆，支撑架一侧靠近顶部位置上固定安装有安装座，安装座的底部固定安装有限位杆，限位杆的底部与底座的顶部固定连接，限位杆与行程板活动套接，支撑架一侧位于安装座两侧的位置上固定安装有吊装装置，吊装装置底部活动套接有倾斜装置，本发明专利技术注采开发方法，以提高干热岩井间连通性、增大水岩换热面积，从而实现干热岩开为目的，本发明专利技术以“甜点”确定和定向成井为核心，实现干热岩注采井井间高效连通和大面积换热，达到干热岩热量稳定和经济开采目标，避免了已有技术成本高等弊端。弊端。弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种干热岩定向注采设备及开发方法


[0001]本专利技术涉及干热岩开采
，具体为一种干热岩定向注采设备及开发方法。

技术介绍

[0002]近年来，深部地热资源的开发利用迅速发展，已成为世界各国重点研究战略替代清洁能源，深部地热可分为水热型和干热岩型两种类型。干热岩是指埋藏于3
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10千米深度地下内部不含水或蒸汽的高温岩体，以花岗岩等火成岩为主，温度高于180℃，具有高温、坚硬和致密的特点，干热岩内所能蕴含的热能是开发利用的对象。干热岩资源开发潜力巨大、分布范围广、清洁可持续，据估计地壳深部干热岩所蕴含的能量相当于全球化石能源总能量的30倍。干热岩资源在温度、岩性、致密程度等与传统地热具有显著的不同，开采利用方式亦有很大的不同。
[0003]当前技术条件下，干热岩资源开发技术尚不成熟、开采成本高，主要的技术瓶颈为难以实现井间高效稳定连通，导致参与换热的岩体面积小、储层温降快、提取至地面的热量不足。目前国内干热岩尚未实现商业性运行开发，国外也仅有法国苏尔茨干热岩项目经历20余年探索投入商业运营。
[0004]近年来，国家对清洁能源需求的日益紧迫，干热岩资源开采关键技术攻关投入越来越大。专利CN106885385A公布了一种单井干热岩热能提取系统，CN113513299A公布了一种干热岩直井同井注采方法，专利CN112303945B公布了一种干热岩非压裂对接井取热装置，专利CN110006185B公布了一种干热岩地热开采方法，专利CN108224820A公布了一种干热岩地层井网结构，CN110360761A公布了一种树状干热岩井结构及开采方法，上述专利均不同程度地实现了干热岩热能地开采。
[0005]但上述专利均未能有效解决干热岩换热面积小(单井)、投入产出比大等问题，此外，干热岩钻井成本极高(占开发成本超过50％)，单纯增加井眼数量和井网密度增加换热面积并不具备经济可行性，在对其进行开采的过程中需要利用定向注采设备，传统的注采设备由井架、钻井机、钻杆和吊装机等结构构成，使用时利用钻井机将钻杆钻入钻井中，待钻杆完全钻入钻井中后，利用吊装机吊装另外的钻杆固定在钻井机上，继续进行钻井作业，这种类型的注采设备是目前使用范围最为广泛的一种注采设备，具有使用方便，功能稳定且成本低廉等优点。
[0006]虽然现有的钻井机具有诸多的优点，但是在实际的使用过程中依然存在一定的局限性，由于吊装设备在对钻杆进行吊装时需要将钻杆与钻井机的连接处相对齐，使得吊装设备和钻井机的安装位置较近，从而导致钻井过程中吊装设备无法实现吊装，必须待到钻杆完全钻入且钻井机完全复位后才能进行吊装，这种方式较为费时，导致钻井效率大大降低，对此，本申请文件提出一种干热岩定向注采设备及开发方法，旨在解决上述所提出的问题。

技术实现思路

[0007]针对
技术介绍
中提出的现有干热岩定向注采设备及开发方法在使用过程中存在的不足，本专利技术提供了一种干热岩定向注采设备及开发方法，具备钻井和钻杆吊装同时进行的优点，解决了
技术介绍
中的问题。
[0008]本专利技术提供如下技术方案：一种干热岩定向注采设备及开发方法，包括底座，所述底座的顶部靠近一端的位置上固定安装有支撑架，所述支撑架的一侧开设有行程槽，所述底座的顶部位于支撑架另一侧的位置上固定安装有行程机，所述行程机输出轴的一端固定安装有行程板，所述行程板穿过支撑架，所述行程板的顶部固定安装有动力机Ⅰ，所述动力机Ⅰ的输出轴贯穿行程板，所述动力机Ⅰ输出轴的一端并位于行程板下方的位置上固定安装有卡接管，所述卡接管的底部通过螺纹套接有钻杆，所述支撑架一侧靠近顶部的位置上固定安装有安装座，所述安装座的底部固定安装有限位杆，所述限位杆的底部与底座的顶部固定连接，所述限位杆与行程板活动套接，所述支撑架一侧位于安装座两侧的位置上固定安装有吊装装置，所述吊装装置的底部活动套接有倾斜装置，所述倾斜装置两侧活动套接有承载装置，所述底座顶部位于支撑架一侧的位置上开设有对齐孔，所述底座顶部位于对齐孔一侧的位置上固定安装有调节装置，所述调节装置与倾斜装置固定连接。
[0009]优选的，所述吊装装置包括连接板，所述连接板的数量为两个并固定安装在支撑架一侧，位于安装座两侧的位置上，所述连接板的一侧固定安装有吊装架，所述吊装架的内部活动套接有牵引套筒，所述吊装架外表面的一侧固定安装有动力机Ⅱ，所述动力机Ⅱ输出轴的一端与牵引套筒的一端固定连接，所述动力机Ⅱ牵引绳的一端固定连接有吊装座，所述连接板的底部固定安装有安装板，所述安装板一侧固定安装有滑轨，所述安装板一侧通过滑轨活动安装有基座，所述基座的底部固定安装有固定座，所述固定座的内部固定套接有轴承，所述轴承内圈的内部固定套接有倾斜装置。
[0010]优选的，所述倾斜装置包括旋转杆，所述旋转杆外表面的两侧开设有安装槽，所述安装槽的内部固定安装有伸缩机，所述伸缩机输出轴的外表面固定套接有止程套筒，所述伸缩机外输出轴表面位于止程套筒上方的位置上活动套接有连板转动座，所述旋转杆外表面两侧位于安装槽下方的位置上固定安装有止程板，所述止程板与承载装置相接触，所述旋转杆的底部与调节装置固定连接，所述旋转杆外表面靠近顶部的位置上固定套接有旋转顶座，所述旋转顶座的两端活动套接有承载装置，所述旋转杆的顶部固定安装有万向连接轴，所述万向连接轴的顶部与轴承的内圈固定套接。
[0011]优选的，所述旋转杆的轴线与底座的顶部保持倾斜的状态。
[0012]优选的，所述承载装置包括倾斜板，所述倾斜板的顶部固定安装有转动轴，所述倾斜板一侧靠近底部的位置上固定安装有承载底板，所述倾斜板一侧位于承载底板上方的位置上固定安装有承载侧板，所述承载侧板的一侧开设有V型槽，所述承载侧板的另一侧活动套接有转动连板，所述转动连板的一端与连板转动座活动套接。
[0013]优选的，所述调节装置包括调节座，所述调节座的内部活动套接有丝杆，所述调节座外表面的一端固定安装有调节机，所述调节机输出轴的一端与丝杆固定连接，所述丝杆外表面通过螺纹套接有摆动座，所述摆动座的顶部活动套接有动力机Ⅲ，所述动力机Ⅲ输出轴的一端与旋转杆的底部固定连接。
[0014]优选的，一种干热岩定向注采设备的开发方法，包含以下步骤：
[0015]S1：在资料分析、地质调查、地球物理勘查和钻探等基础上，选取温度达到180℃的高温干热岩地层作为目标层，然后通过对目标层岩性、原生裂隙参数、渗透性等进行综合预测和评价，选取原生裂隙较发育、渗透性较高的区域，进一步确定干热岩定向注采的深部靶区的空间位置和原生裂隙参数，即圈定“地质甜点”；
[0016]S2：根据“地质甜点”参数，设计第一定向井井眼轨迹，然后施工第一定向井，第一定向井井眼轨迹进入“地质甜点”内部、并与干热岩主原生裂隙面近正交，井眼底部接近或钻穿“地质甜点”下部；
[0017]S3：在钻孔的过程中，动力机Ⅱ带动牵引套筒旋转并释放吊装座，通过人工的方式将吊装座与钻杆进行连接，在通过动力机Ⅱ带动钻杆进行吊装，并将钻杆放置在承载底板的方式，同时利用倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干热岩定向注采设备，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部靠近一端的位置上固定安装有支撑架(2)，所述支撑架(2)的一侧开设有行程槽(3)，所述底座(1)的顶部位于支撑架(2)另一侧的位置上固定安装有行程机(4)，所述行程机(4)输出轴的一端固定安装有行程板(5)，所述行程板(5)穿过支撑架(2)，所述行程板(5)的顶部固定安装有动力机Ⅰ(6)，所述动力机Ⅰ(6)的输出轴贯穿行程板(5)，所述动力机Ⅰ(6)输出轴的一端并位于行程板(5)下方的位置上固定安装有卡接管(7)，所述卡接管(7)的底部通过螺纹套接有钻杆(8)，所述支撑架(2)一侧靠近顶部的位置上固定安装有安装座(9)，所述安装座(9)的底部固定安装有限位杆(10)，所述限位杆(10)的底部与底座(1)的顶部固定连接，所述限位杆(10)与行程板(5)活动套接，所述支撑架(2)一侧位于安装座(9)两侧的位置上固定安装有吊装装置(11)，所述吊装装置(11)的底部活动套接有倾斜装置(12)，所述倾斜装置(12)两侧活动套接有承载装置(13)，所述底座(1)顶部位于支撑架(2)一侧的位置上开设有对齐孔(14)，所述底座(1)顶部位于对齐孔(14)一侧的位置上固定安装有调节装置(15)，所述调节装置(15)与倾斜装置(12)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种干热岩定向注采设备，其特征在于：所述吊装装置(11)包括连接板(111)，所述连接板(111)的数量为两个并固定安装在支撑架(2)一侧，位于安装座(9)两侧的位置上，所述连接板(111)的一侧固定安装有吊装架(112)，所述吊装架(112)的内部活动套接有牵引套筒(113)，所述吊装架(112)外表面的一侧固定安装有动力机Ⅱ(114)，所述动力机Ⅱ(114)输出轴的一端与牵引套筒(113)的一端固定连接，所述动力机Ⅱ(114)牵引绳的一端固定连接有吊装座(115)，所述连接板(111)的底部固定安装有安装板(116)，所述安装板(116)一侧固定安装有滑轨(117)，所述安装板(116)一侧通过滑轨(117)活动安装有基座(118)，所述基座(118)的底部固定安装有固定座(119)，所述固定座(119)的内部固定套接有轴承(1101)，所述轴承(1101)内圈的内部固定套接有倾斜装置(12)。3.根据权利要求2所述的一种干热岩定向注采设备，其特征在于：所述倾斜装置(12)包括旋转杆(121)，所述旋转杆(121)外表面的两侧开设有安装槽(122)，所述安装槽(122)的内部固定安装有伸缩机(123)，所述伸缩机(123)输出轴的外表面固定套接有止程套筒(124)，所述伸缩机(123)输出轴外表面位于止程套筒(124)上方的位置上活动套接有连板转动座(125)，所述旋转杆(121)外表面两侧位于安装槽(122)下方的位置上固定安装有止程板(126)，所述止程板(126)与承载装置(13)相接触，所述旋转杆(121)的底部与调节装置(15)固定连接，所述旋转杆(121)外表面靠近顶部的位置上固定套接有旋转顶座(127)，所述旋转顶座(127)的两端活动套接有承载装置(13)，所述旋转杆(121)的顶部固定安装有万向连接轴(128)，所述万向连接轴(128)的顶部与轴承(1101)的内圈固定套接。4.根据权利要求3所述的一种干热岩定向注采设备，其特征在于：所述旋转杆(121)的轴线与底座(1)的顶部保持倾斜的状态。5.根据权利要求3所述的一种干热岩定向注采设备，其特征在于：所述承载装置(13)包括倾斜板(131)，所述倾斜板(131)的顶部固定安装有转动轴(132)，所述倾斜板(131)一侧靠近底部的位置上固定安装有承载底板(133)，所述倾斜板(131)一侧位于承载底板(133)上方的位置上固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张二勇，吴海东，张林友，付雷，张森琦，叶成明，金显鹏，解经宇，王丹，吴悦，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：发明
国别省市：