專利名稱：一種地?zé)崴_采及回灌系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將地?zé)崂梦菜M(jìn)行回灌的技術(shù)與施工工藝設(shè)計(jì)。在回灌設(shè)計(jì)中，以經(jīng)過換熱器提取熱能以后交換出的原地?zé)崴鳛榛毓嗨?，通過回灌井將其回注進(jìn)熱儲(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)地?zé)崴难h(huán)利用。
背景技術(shù)：
地?zé)豳Y源在全球范圍內(nèi)分布非常廣泛，在美國(guó)、意大利、新西蘭、冰島、日本、菲律賓、中國(guó)、捷克等國(guó)都先后進(jìn)行了開發(fā)利用。在我國(guó)地?zé)醿?chǔ)量也相當(dāng)可觀，地?zé)衢_采利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，以天津地區(qū)為例，地?zé)嵬ㄟ^三十多年的開發(fā)利用，現(xiàn)已建成全國(guó)最大的地?zé)峁┡到y(tǒng)，并獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。地?zé)崮茏鳛橐环N替代能源有著環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，在能源問題和環(huán)境問題被提到戰(zhàn)略高度的時(shí)代，地?zé)豳Y源的開發(fā)和利用在全世界普及開來，而大規(guī)模地開采利用地?zé)豳Y源在帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，過量開采地?zé)岬谋锥艘踩諠u顯現(xiàn)。
①地?zé)衢_發(fā)引起地面沉降由于從熱儲(chǔ)層中抽取大量的蒸汽和流體，導(dǎo)致熱儲(chǔ)內(nèi)壓力的降低，進(jìn)而引了地面沉降。
②地?zé)衢_發(fā)利用中引起環(huán)境污染在開發(fā)地?zé)崮艿倪^程中，熱流體中所含的各種氣體和懸浮物將排入大氣中，對(duì)周圍環(huán)境造成影響。對(duì)環(huán)境影響較大的氣體主要有H2S、CO2。當(dāng)熱能利用之后，尾水的溫度仍然很高，這些尾水的排放，促使局部空氣和水體的溫度升高，改變生態(tài)平衡，影響環(huán)境和生物生長(zhǎng)。而且從熱儲(chǔ)層中抽取的蒸汽和流體中含有大量的化學(xué)物質(zhì)，給環(huán)境和生態(tài)帶來不利的影響。
③地?zé)豳Y源是一種不可再生資源，不斷的從熱儲(chǔ)中抽取地?zé)崴?，?huì)造成熱儲(chǔ)中熱水含量降低，不能保證地?zé)豳Y源的可持續(xù)開采。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種地?zé)崴拈_采及回灌系統(tǒng)，以將取自熱儲(chǔ)的熱水再回注進(jìn)熱儲(chǔ)，實(shí)施邊開采邊回灌的地下熱水開采方案。
本實(shí)用新型一種地?zé)崴_采及回灌系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)用于開采地?zé)崴牡責(zé)崴_采井裝置；一個(gè)與所述地?zé)崴_采井裝置密閉相連、并綜合利用所獲得的地?zé)崴牡孛婀芫W(wǎng)裝置；以及一個(gè)與所述地?zé)崴_采井裝置相距一定距離并與所述地面管網(wǎng)裝置密閉相連的、對(duì)利用后的熱水進(jìn)行回灌的地?zé)崴毓嗑b置。
在所述開采井裝置與所述地面管網(wǎng)裝置之間，還設(shè)有提取熱能的換熱器。
所述開采井裝置與所述回灌井裝置在地面的距離最好為5-20m，優(yōu)選為20m。而在熱儲(chǔ)層內(nèi)的距離最好大于800m，優(yōu)選為850m。
在所述回灌井裝置之前還設(shè)有與其相連、用于加壓回灌的加壓泵。
本實(shí)用新型提出的地?zé)崴_采及回灌系統(tǒng)，使地下熱源開采、地面綜合利用、尾水回灌形成全封閉循環(huán)系統(tǒng)，只消耗熱能而不消耗水量，或消耗部分水量，可有效地維持熱儲(chǔ)壓力。不僅可以防止棄水污染環(huán)境，還能通過深循環(huán)充分利用熱儲(chǔ)層中巖石骨架中的熱能，延長(zhǎng)熱儲(chǔ)開發(fā)利用年限，保證地?zé)峥沙掷m(xù)開采。


圖1為本實(shí)用新型的地?zé)崴_采及回灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
圖中A代表開采井、B代表回灌井、C代表地面利用系統(tǒng)，三者之間通過管線密閉相連。這里的地面利用系統(tǒng)為供熱管網(wǎng)系統(tǒng)。另外在回灌井前也可安裝加壓泵。
開采井及回灌井井口間的距離d1為20m，在熱儲(chǔ)層內(nèi)兩井之間的距離d2為850m。本系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
是
①在進(jìn)行地?zé)衢_采設(shè)計(jì)時(shí)，采用對(duì)井回灌開采的模式，同時(shí)設(shè)計(jì)一口開采井，一口回灌井，兩井地面距離為20m，以便于地面現(xiàn)場(chǎng)施工和開采管理，熱儲(chǔ)層內(nèi)距離為850m，避免熱儲(chǔ)層的溫度因回灌水的注入而引起熱流體溫度的大幅度下降。
②對(duì)井開采系統(tǒng)中抽水、地面系統(tǒng)配套安裝、回灌工程系統(tǒng)嚴(yán)格密封、隔絕空氣，以有效防止因設(shè)備漏氣而腐蝕管線，減少結(jié)垢，提高回灌能力。
③從開采井以一定流量開采出來的地?zé)崴?jīng)過換熱器提取熱能供管網(wǎng)系統(tǒng)供熱。
④將經(jīng)過換熱器提取熱能以后交換出的原地?zé)崴鳛榛毓嗨?，通過回灌井回注進(jìn)熱儲(chǔ)層?；毓喟雌浼訅悍绞降牟煌煞譃樽匀换毓嗪图訅夯毓唷Ｗ匀换毓嗍侵冈诓挥眉訅罕眉訅旱那闆r下，即在自然條件下將尾水直接注入回灌井進(jìn)行回灌。加壓回灌是指在采用加壓泵加壓的情況下將尾水注入回灌井進(jìn)行回灌。回灌時(shí)根據(jù)回灌的難易程度采用不同的加壓方式。
以下提供的是天津地區(qū)基巖地?zé)釋?duì)井回灌工作的首次試驗(yàn)數(shù)據(jù)。該對(duì)井位于河西區(qū)珠江道一商儲(chǔ)運(yùn)公司院內(nèi)，成井于1995年，為裸眼成井。兩井均為定向斜井，地面距離為20米，井底距離為850米。兩井在構(gòu)造位置上位于王蘭田莊地?zé)崽餃婵h隆起雙窯凸起的北部，目的層均為薊縣系霧迷山組熱儲(chǔ)層，巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。
第一次回灌試驗(yàn)進(jìn)行于1997年10月非生產(chǎn)期。在冬季供熱生產(chǎn)期內(nèi)，以開采井采暖尾水向回灌井中灌水，經(jīng)過了四個(gè)回灌開采期。
表1各采暖期回灌對(duì)井的回灌、開采量

通過連續(xù)四個(gè)供暖期的回灌工作，充分證實(shí)了回灌對(duì)井能順利、有效地進(jìn)行工作，回灌對(duì)于解決地?zé)衢_采利用所引發(fā)的問題是行之有效的。
權(quán)利要求1.一種地?zé)崴_采及回灌系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)用于開采地?zé)崴牡責(zé)崴_采井裝置；一個(gè)與所述地?zé)崴_采井裝置密閉相連、并綜合利用所獲得的地?zé)崴牡孛婀芫W(wǎng)裝置；以及一個(gè)與所述地?zé)崴_采井裝置相距一定距離并與所述地面管網(wǎng)裝置密閉相連的、對(duì)利用后的熱水進(jìn)行回灌的地?zé)崴毓嗑b置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述開采井裝置與所述地面管網(wǎng)裝置之間，還設(shè)有提取熱能的換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開采井裝置與所述回灌井裝置在地面的距離為5-20m，而在熱儲(chǔ)層內(nèi)的距離大于800m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開采井裝置與所述回灌井裝置在地面的距離為20m，而在熱儲(chǔ)層內(nèi)的距離為850m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述回灌井裝置之前還設(shè)有與其相連、用于加壓回灌的加壓泵。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種地?zé)崴拈_采及回灌系統(tǒng)，包括開采井、地面綜合利用系統(tǒng)及回灌井，各設(shè)備間通過管線密閉連接。本實(shí)用新型采用對(duì)井回灌開采的模式，同時(shí)設(shè)計(jì)一口開采井，一口回灌井，兩井地面距離為5－20m，以便于地面現(xiàn)場(chǎng)施工和開采管理，熱儲(chǔ)層內(nèi)距離為800m以上，避免熱儲(chǔ)層的溫度因回灌水的注入而引起熱流體溫度的大幅度下降。這樣不僅可以防止棄水污染環(huán)境，還能通過深循環(huán)充分利用熱儲(chǔ)層中巖石骨架中的熱能，延長(zhǎng)熱儲(chǔ)開發(fā)利用年限，保證地?zé)峥沙掷m(xù)開采。
文檔編號(hào)F24J3/08GK2606868SQ03200530
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月9日
發(fā)明者李春華, 何滿潮 申請(qǐng)人:何滿潮, 李春華