基于超导空心杆的地源热能提取工艺制造技术

本发明专利技术涉及基于超导空心杆的地源热能提取工艺，工艺流程包括：选址、钻注入井、勘探、确定参数、钻产出井、管路敷设、灌注超导液、地热提取；并且在注入井周围阵列分布设置多个产出井；地热提升后经换热器进行第一次热能收集，再经冷却器进行第二次热能收集。本发明专利技术的基于超导空心杆的地源热能提取工艺，热交换速率快，换热载体的用量低；成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
基于超导空心杆的地源热能提取工艺


[0001]本专利技术涉及地热
，特别涉及基于超导空心杆的地源热能提取工艺。

技术介绍

[0002]地热，是一种再生资源，贮存在地球内部并分布在构造板块边缘带上，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。其功能多、用途广，是一种可供发电、采暖的洁净能源资源。
[0003]目前，地热开采的方式是，向地热层以下钻井，并由钻井向地下注入水，注入的水经过地热层的加热，在由另一钻井提升上来。也就是通过水作为热交换的载体；而新的地热还采用超临界二氧化碳的热交换的载体。然而，通过水、二氧化碳作为热交换的载体，其缺陷在于：
[0004]1、水的比热大升温慢，在地下的换热周期长，用水量大；
[0005]2、二氧化碳的成本高。

技术实现思路

[0006]为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供基于超导空心杆的地源热能提取工艺，热交换速率快，换热载体的用量低；成本低。
[0007]本专利技术解决所采用的技术方案是：
[0008]基于超导空心杆的地源热能提取工艺，包括：
[0009]A、选址：
[0010]通过地热普查勘探的方式，选定工艺实施地点；
[0011]B、钻注入井：
[0012]通过钻探设备在选址位置，进行注入井的施工，直至达到地热层以下；
[0013]C、勘探：
[0014]通过钻探设备对井下地热层内的岩石进行取样；
[0015]D、确定参数：
[0016]由取样岩石的实验，确定取热梯度、参数截面、工艺参数；
[0017]E、钻产出井：
[0018]通过钻探设备在注入井周围，进行产出井的施工，直至达到地热层以下；
[0019]F、管路敷设：
[0020]通过油管安装设备，在注入井内插设注入管；
[0021]通过油管安装设备，在产出井内插设产出管；
[0022]G、灌注超导液：
[0023]由注入管向井下灌注超导液，超导液经地热层内的加热区后升温；
[0024]加热后的超导液，由产出管送至井上；
[0025]H、地热提取：
[0026]井上产出管内的热超导液，经换热器进行第一次热能收集，再经冷却器进行第二次热能收集，最后由注入管返回井内。
[0027]进一步的，所述产出井设置有多个，并阵列分布设置于注入井的周围。
[0028]进一步的，多个所述产出井分别插设产出管，产出管在井上汇集后，进入换热器。
[0029]进一步的，所述注入管位于加热区的上部；
[0030]所述产出管位于加热区的下部。
[0031]进一步的，所述注入管向上延伸至注入井外，并焊接密封板；
[0032]所述产出管向上延伸至产出井，并焊接密封板。
[0033]进一步的，所述步骤D、确定参数中：
[0034]工艺参数，包括：注入流量、产出流量、压差、渗透率；
[0035]取热梯度，包括：注入管深度、产出管深度；
[0036]参数截面，包括：产出管的布置位置和数量。
[0037]进一步的，所述步骤G、灌注超导液中：
[0038]冷却器出口与注入管的连通管路上设置有加注、补注设备，所述加注、补注设备用于向工艺系统内加注超导液，并在运行期间补注超导液。
[0039]进一步的，所述加热区的超导液流量Q为：
[0040]Q＝KΔPS/μH，
[0041]其中：
[0042]K为渗透率，ΔP为压差，S为截面积，μ为粘度，H为高度。
[0043]进一步的，所述渗透率K为实验所得。
[0044]进一步的，所述压差ΔP为注入管下端面与产出管下端面的压力差；
[0045]所述截面积S为：多个阵列分布的注入井水平面面积；
[0046]所述粘度μ为：超导液在20℃时的粘度值；
[0047]所述高度H为：注入管下端面与产出管下端面的高度落差。
[0048]本专利技术基于超导空心杆的地源热能提取工艺的优点在于：
[0049]1、通过产出井，确定截面积S；通过注入管、产出管的末端落差，确定高度H；通过取样，确定渗透率K。
[0050]2、通过超导液，提高热交换速率，提高液流速度，较少载体的用量，降低成本。
[0051]3、通过换热设备、冷却水泵，进行两次换热，提高产出热能的回收。
附图说明
[0052]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要的附图作简单介绍，下列描述中的附图是本专利技术的实施方式。
[0053]图1是本专利技术实例提供基于超导空心杆的地源热能提取工艺的断面示意图；
[0054]图2是本专利技术实例提供基于超导空心杆的地源热能提取工艺的井口俯视布置示意图；
[0055]图3是本专利技术实例提供基于超导空心杆的地源热能提取工艺的外部循环流程示意图；
[0056]图4是本专利技术实例提供基于超导空心杆的地源热能提取工艺的总流程示意图。
[0057]图中：
[0058]10、注入井，
[0059]11、注入管，
[0060]20、产出井，
[0061]21、产出管，
[0062]3、地热层，
[0063]4、加热区。
具体实施方式
[0064]为了更加清楚地、明确地说明本专利技术的具体实施目的和实施方式，下面将对本专利技术技术方案进行完整的描述，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。在未做出创造性劳动的前提下，基于本专利技术所描述实施例的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。
[0065]本专利技术基于超导空心杆的地源热能提取工艺，如图1、图4所示，包括：
[0066]A、选址：
[0067]通过地热普查勘探的方式，选定工艺实施地点。
[0068]B、钻注入井：
[0069]通过钻探设备在选址位置，进行注入井10的施工，直至达到地热层3以下。
[0070]C、勘探：
[0071]通过钻探设备对井下地热层3内的岩石进行取样。
[0072]D、确定参数：
[0073]由取样岩石的实验，确定取热梯度、参数截面、工艺参数。
[0074]其中：
[0075]工艺参数，包括：注入流量、产出流量、压差、渗透率；
[0076]取热梯度，包括：注入管深度、产出管深度；
[0077]参数截面，包括：产出管的布置位置和数量。
[0078]E、钻产出井：
[0079]通过钻探设备在注入井10周围，进行产出井20的施工，直至达到地热层3以下；如图2所示，产出井20设置有多个，并阵列分布设置于注入井10的周围。
[0080]F、管路敷设：
[0081]通过油管安装设备，在注入井10内插设注入管11，注入管11位于加热区4的上部；
[0082]通过油管安装设备，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超导空心杆的地源热能提取工艺，其特征在于：包括：A、选址：通过地热普查勘探的方式，选定工艺实施地点；B、钻注入井：通过钻探设备在选址位置，进行注入井(10)的施工，直至达到地热层(3)以下；C、勘探：通过钻探设备对井下地热层(3)内的岩石进行取样；D、确定参数：由取样岩石的实验，确定取热梯度、参数截面、工艺参数；E、钻产出井：通过钻探设备在注入井(10)周围，进行产出井(20)的施工，直至达到地热层(3)以下；F、管路敷设：通过油管安装设备，在注入井(10)内插设注入管(11)；通过油管安装设备，在产出井(20)内插设产出管(21)；G、灌注超导液：由注入管(11)向井下灌注超导液，超导液经地热层(3)内的加热区(4)后升温；加热后的超导液，由产出管(21)送至井上；H、地热提取：井上产出管(21)内的热超导液，经换热器进行第一次热能收集，再经冷却器进行第二次热能收集，最后由注入管(11)返回井内。2.根据权利要求1所述的基于超导空心杆的地源热能提取工艺，其特征在于：所述产出井(20)设置有多个，并阵列分布设置于注入井(10)的周围。3.根据权利要求2所述的基于超导空心杆的地源热能提取工艺，其特征在于：多个所述产出井(20)分别插设产出管(21)，产出管(21)在井上汇集后，进入换热器。4.根据权利要求3所述的基于超导空心杆的地源热能提取工艺，其特征在于：所述注入管(11)位于加热区(4)的上部；所述产出管(21)位于加热区(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥红，高奎喜，张志涛，葛汝军，田芳园，赵慧，周资淞，
申请(专利权)人：东营市富宏光热石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：