本發明專利技術提供了一種利用地下干熱源進行供熱的裝置，包括：冷水補給裝置、熱水抽吸泵以及供熱管道；所述冷水補給裝置設置在地面上，用于向所述供熱管道內注入冷水；所述熱水抽吸泵與所述供熱管道連接；所述供熱管道包括豎直井傳導段和水平井加熱段。本發明專利技術還提供了一種使用上述利用地下干熱源進行供熱的裝置進行供熱的方法，包括以下步驟：S1勘探地下干熱源；S2測量干熱巖的導熱系數；S3鉆井；S4確定分支井的數量；S5布置供熱裝置。本發明專利技術在保證注入水質不變的情況下，注、采同井，低溫水和熱水在同一井循環，充分利用地熱資源，對低溫水進行加熱，滿足不同溫度熱水領域的應用。滿足不同溫度熱水領域的應用。滿足不同溫度熱水領域的應用。
【技術實現步驟摘要】
一種利用地下干熱源進行供熱的裝置及方法
[0001]本專利技術涉及地下熱能利用
，尤其是涉及一種利用地下干熱源進行供熱的裝置及方法。
技術介紹
[0002]地球是個巨大的熱庫，地下熱源中的干熱巖是指埋藏于地下深處，通常溫度大于180℃，不含或含少量流體高溫巖體。通俗點說，就是地下天然的“鍋爐房”，被認為是極具戰略潛力的替代清潔能源。中國地質調查局水文地質環境專家認為，“鉆孔深度達到2000米以上，巖體溫度普遍高，增溫梯度異常明顯，每加深100米，最高可增加7℃，根據增溫速率測算，估計鉆探到地下4000米左右，溫度可以達到260℃，應用前景非常廣闊?！盵0003]據中國地調局數據顯示，中國大陸3～10千米干熱巖資源總量數據為2.5
×
l025焦(折合標煤856萬億噸)，總量是我國油氣、煤炭總資源量的30倍。
[0004]目前，干熱巖資源的開發技術主要是利用增強型地熱系統(Enhanced Geothermal System,EGS)來提取其內部的熱量。其原理是：
[0005](1)從地面往深埋地下的干熱巖體中打一眼井(回灌井)，將溫度較低的水高壓注入地層中，高壓水會使巖體產生許多裂縫，或者讓原有的裂縫擴展成為更大的裂縫。隨著低溫水的不斷注入，裂縫不斷增加、擴大、相互連通，最終形成一個人工的地下熱水儲存空間。
[0006](2)在距回灌井合理的位置處鉆幾口生產井，生產井將地層的高溫水、汽提取到地面后，通過熱交換及地面循環裝置用于發電和綜合利用。利用之后的溫水又通過回灌井注入地下干熱巖體中，從而達到循環利用的目的。
[0007]由于地層條件復雜，不同地層滲透率和孔隙結構存在較大差異，該技術工藝復雜，需要特別高的注入壓力才能將低溫水注入地層，存在低溫水回灌率低、回灌量少、高溫水采出率低等現象。而且注入水和采出水水質會產生很大變化，還需要特殊處理工藝，大大增加了整個運行成本。同時還可能引起地面沉降，甚至地熱能位持續下降、地熱井壽命縮短地熱能資源利用不足等系列問題。
技術實現思路
[0008]本專利技術的目的在于提供一種保證水質恒定，減少水處理工藝的利用地下干熱源進行供熱的裝置及方法，改良了傳統的熱管技術，降低了加熱
?
冷凝
?
取熱
?
再加熱過程中的能量損耗。
[0009]本專利技術提供一種利用地下干熱源進行供熱的裝置，包括：冷水補給裝置、熱水抽吸泵以及供熱管道；所述冷水補給裝置設置在地面上，用于向所述供熱管道內注入冷水；所述熱水抽吸泵與所述供熱管道連接；所述供熱管道包括豎直井傳導段和水平井加熱段。
[0010]進一步，所述供熱管道還包括若干分支井加熱段，若干所述分支井加熱段分別與所述水平井加熱段連接。
[0011]進一步，所述供熱管道包括：內管和外管，所述內管設置在所述外管中間，所述內
管為熱水通道；在所述內管與所述外管之間形成冷水通道，所述冷水補給裝置向冷水通道內注入冷水，加熱后的熱水通過所述熱水抽吸泵從所述內管中抽出。
[0012]進一步，還包括冷水單向流動控制裝置，所述冷水單向流動控制裝置與所述外管螺紋連接；
[0013]所述冷水單向流動控制裝置包括：第一封口塞、限位擋片、壓縮彈簧、管肩和支撐管；所述第一封口塞套在所述內管上，并且與所述內管間隙配合，所述第一封口塞與支撐管以錐形密封結構進行密封；所述限位擋片與所述支撐管焊接為一體，用于限制壓縮彈簧左右扭轉，并且在所述限位擋片上設有限位片和流通口；所述壓縮彈簧設置在所述第一封口塞與所述管肩之間，所述管肩與所述內管螺紋連接；所述支撐管與所述外管螺紋連接。
[0014]進一步，所述支撐管包括：第一支撐管、第二支撐管和第三支撐管，所述限位擋片焊接在所述第二支撐管上，所述二支撐管的兩端分別焊接連接所述第一支撐管及所述第三支撐管；所述第一支撐管的底端與所述外管螺紋連接，所述第三支撐管的頂端與所述外管螺紋連接。
[0015]進一步，還包括熱水恒溫控制裝置，所述熱水恒溫控制裝置與所述內管螺紋連接。
[0016]進一步，所述熱水恒溫控制裝置包括：鏤空固定架和控制管接頭；所述控制管接頭一側與水平井加熱段的所述內管螺紋連接，另一側與所述鏤空固定架螺紋連接，且所述鏤空固定架與水平井加熱段的所述內管螺紋連接；
[0017]在所述控制管接頭內設置有推桿、溫控可移動組件和封口組件；所述推桿一端與所述鏤空固定架連接，另一端與所述溫控可移動組件間隙配合；所述封口組件與所述溫控可移動組件連接，并且與所述控制管接頭螺紋連接。
[0018]進一步，所述溫控可移動組件包括：移動塊和中心桿；所述推桿的一端伸入所述移動塊端口與所述移動塊形成間隙配合；所述移動塊內有空腔，空腔內裝入石蠟，并且在空腔內設置有可伸縮膠管，所述可伸縮膠管中注入適量壓縮空氣；所述中心桿一端與所述移動塊螺紋連接。
[0019]進一步，所述封口組件包括：第一記憶彈簧、第二封口塞擋座、第二封口塞、彈簧擋座、第二記憶彈簧和彈簧擋片；所述第一記憶彈簧套在所述中心桿上，所述第二封口塞擋座與所述控制管接頭連接，所述第二封口塞擋座與第二封口塞之間以擋座密封圈密封；所述彈簧擋片與所述第二封口塞焊接，所述第二封口塞與所述中心桿螺紋連接；所述第二記憶彈簧一端裝入所述彈簧擋片，另一端與所述彈簧擋座連接；所述彈簧擋座與所述控制管接頭螺紋連接。
[0020]本專利技術還包括一種使用上述利用地下干熱源進行供熱的裝置進行供熱的方法，包括以下步驟：
[0021]S1勘探地下干熱源：使用熱源勘探專業工具勘探地下干熱源所屬區域；
[0022]S2測量干熱巖的導熱系數：對勘探的干熱源巖層提取樣品，實驗測試其導熱系數；由已測干熱源的導熱系數和供熱管道的導熱系數，再結合冷熱水的溫差，計算單位質量冷水加熱到一定溫度熱水所需熱量；
[0023]S3鉆井：根據勘探熱源區域，確定鉆井深度，鉆直井，到達干熱層后，鉆水平井段；
[0024]S4確定分支井的數量：根據冷水的注入流量和供熱管道的工程尺寸，由已計算的單位質量冷水加熱所需熱量，確定需鉆分支井的數量及尺寸；
[0025]S5布置供熱裝置：將供熱管道布置在鉆好的井內，并在井外地面放置冷水補給裝置，將熱水抽吸泵放置在供熱管道內。
[0026]與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：采用供熱管道水平井與豎直井結合的方式應用于地熱開采，提高地熱層的傳熱效率；在地面使用冷水補給裝置向供熱管道內隨時補充冷水水源，并利用熱水抽吸泵從供熱管道內將地熱加熱后符合水溫要求的熱水抽出用于民用熱水等領域，保證了水質的恒定，減少了水處理工藝，同時減少了熱管等技術加熱
?
冷凝
?
取熱
?
再加熱等的能量損耗。
附圖說明
[0027]為了更清楚地說明本專利技術具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，包括：冷水補給裝置(1)、熱水抽吸泵(4)以及供熱管道；所述冷水補給裝置(1)設置在地面上，用于向所述供熱管道內注入冷水；所述熱水抽吸泵(4)與所述供熱管道連接；所述供熱管道包括豎直井傳導段和水平井加熱段(9)。2.根據權利要求1所述的利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，所述供熱管道還包括若干分支井加熱段，若干所述分支井加熱段分別與所述水平井加熱段(9)連接。3.根據權利要求1所述的利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，所述供熱管道包括：內管(3)和外管(2)，所述內管(3)設置在所述外管(2)中間，所述內管(3)為熱水通道(6)；在所述內管(3)與所述外管(2)之間形成冷水通道(5)，所述冷水補給裝置(1)向冷水通道(5)內注入冷水，加熱后的熱水通過所述熱水抽吸泵(4)從所述內管(3)中抽出。4.根據權利要求3所述的利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，還包括冷水單向流動控制裝置(7)，所述冷水單向流動控制裝置(7)與所述外管(2)螺紋連接；所述冷水單向流動控制裝置(7)包括：第一封口塞(701)、限位擋片(702)、壓縮彈簧(703)、管肩(704)和支撐管；所述第一封口塞(701)套在所述內管(3)上，并且與所述內管(3)間隙配合，所述第一封口塞(701)與支撐管以錐形密封結構(7011)進行密封；所述限位擋片(702)與所述支撐管焊接為一體，用于限制壓縮彈簧(703)左右扭轉，并且在所述限位擋片(702)上設有限位片(7021)和流通口(7022)；所述壓縮彈簧(703)設置在所述第一封口塞(701)與所述管肩(704)之間，所述管肩(704)與所述內管(3)螺紋連接；所述支撐管與所述外管(2)螺紋連接。5.根據權利要求4所述的利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，所述支撐管包括：第一支撐管(705)、第二支撐管(706)和第三支撐管(707)，所述限位擋片(702)焊接在所述第二支撐管(706)上，所述二支撐管(706)的兩端分別焊接連接所述第一支撐管(705)及所述第三支撐管(707)；所述第一支撐管(705)的底端與所述外管(2)螺紋連接，所述第三支撐管(707)的頂端與所述外管(2)螺紋連接。6.根據權利要求4所述的利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，還包括熱水恒溫控制裝置(8)，所述熱水恒溫控制裝置(8)與所述內管(3)螺紋連接。7.根據權利要求6所述的利用地下干熱源進行供熱的裝置，其特征在于，所述熱水恒溫控制裝置(8)包括：鏤空固定架(801)和控制管接頭(814)；所述控制管接頭(814...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁會珍，姜修坤，袁義坤，李成真，馬建，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。