專利名稱：一種地熱水開采及回灌系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及將地熱利用尾水進行回灌的技術(shù)與施工工藝設計。在回灌設計中，以經(jīng)過換熱器提取熱能以后交換出的原地熱水作為回灌水，通過回灌井將其回注進熱儲層，實現(xiàn)地熱水的循環(huán)利用。
背景技術(shù)：
地熱資源在全球范圍內(nèi)分布非常廣泛，在美國、意大利、新西蘭、冰島、日本、菲律賓、中國、捷克等國都先后進行了開發(fā)利用。在我國地熱儲量也相當可觀，地熱開采利用規(guī)模不斷擴大，以天津地區(qū)為例，地熱通過三十多年的開發(fā)利用，現(xiàn)已建成全國最大的地熱供暖系統(tǒng)，并獲得了明顯的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。地熱能作為一種替代能源有著環(huán)境和經(jīng)濟上的優(yōu)勢，在能源問題和環(huán)境問題被提到戰(zhàn)略高度的時代，地熱資源的開發(fā)和利用在全世界普及開來，而大規(guī)模地開采利用地熱資源在帶來豐厚的經(jīng)濟效益的同時，過量開采地熱的弊端也日漸顯現(xiàn)。
①地熱開發(fā)引起地面沉降由于從熱儲層中抽取大量的蒸汽和流體，導致熱儲內(nèi)壓力的降低，進而引了地面沉降。
②地熱開發(fā)利用中引起環(huán)境污染在開發(fā)地熱能的過程中，熱流體中所含的各種氣體和懸浮物將排入大氣中，對周圍環(huán)境造成影響。對環(huán)境影響較大的氣體主要有H2S、CO2。當熱能利用之后，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。而且從熱儲層中抽取的蒸汽和流體中含有大量的化學物質(zhì)，給環(huán)境和生態(tài)帶來不利的影響。
③地熱資源是一種不可再生資源，不斷的從熱儲中抽取地熱水，會造成熱儲中熱水含量降低，不能保證地熱資源的可持續(xù)開采。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種地熱水的開采及回灌系統(tǒng)，以將取自熱儲的熱水再回注進熱儲，實施邊開采邊回灌的地下熱水開采方案。
本實用新型一種地熱水開采及回灌系統(tǒng)，其特征在于，包括一個用于開采地熱水的地熱水開采井裝置；一個與所述地熱水開采井裝置密閉相連、并綜合利用所獲得的地熱水的地面管網(wǎng)裝置；以及一個與所述地熱水開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、對利用后的熱水進行回灌的地熱水回灌井裝置。
在所述開采井裝置與所述地面管網(wǎng)裝置之間，還設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有與其相連、用于加壓回灌的加壓泵。
本實用新型提出的地熱水開采及回灌系統(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)充分利用熱儲層中巖石骨架中的熱能，延長熱儲開發(fā)利用年限，保證地熱可持續(xù)開采。


圖1為本實用新型的地熱水開采及回灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細描述，應當理解本實用新型的保護范圍并不限于此。
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，在熱儲層內(nèi)兩井之間的距離d2為850m。本系統(tǒng)的具體實施方式
是
①在進行地熱開采設計時，采用對井回灌開采的模式，同時設計一口開采井，一口回灌井，兩井地面距離為20m，以便于地面現(xiàn)場施工和開采管理，熱儲層內(nèi)距離為850m，避免熱儲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)嚴格密封、隔絕空氣，以有效防止因設備漏氣而腐蝕管線，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熱水，經(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熱水作為回灌水，通過回灌井回注進熱儲層?；毓喟雌浼訅悍绞降牟煌煞譃樽匀换毓嗪图訅夯毓?。自然回灌是指在不用加壓泵加壓的情況下，即在自然條件下將尾水直接注入回灌井進行回灌。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行回灌?；毓鄷r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)基巖地熱對井回灌工作的首次試驗數(shù)據(jù)。該對井位于河西區(qū)珠江道一商儲運公司院內(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熱田滄縣隆起雙窯凸起的北部，目的層均為薊縣系霧迷山組熱儲層，巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。
第一次回灌試驗進行于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)過了四個回灌開采期。
表1各采暖期回灌對井的回灌、開采量

通過連續(xù)四個供暖期的回灌工作，充分證實了回灌對井能順利、有效地進行工作，回灌對于解決地熱開采利用所引發(fā)的問題是行之有效的。
權(quán)利要求1.一種地熱水開采及回灌系統(tǒng)，其特征在于，包括一個用于開采地熱水的地熱水開采井裝置；一個與所述地熱水開采井裝置密閉相連、并綜合利用所獲得的地熱水的地面管網(wǎng)裝置；以及一個與所述地熱水開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、對利用后的熱水進行回灌的地熱水回灌井裝置。
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有與其相連、用于加壓回灌的加壓泵。
專利摘要本實用新型提供了一種地熱水的開采及回灌系統(tǒng)，包括開采井、地面綜合利用系統(tǒng)及回灌井，各設備間通過管線密閉連接。本實用新型采用對井回灌開采的模式，同時設計一口開采井，一口回灌井，兩井地面距離為5－20m，以便于地面現(xiàn)場施工和開采管理，熱儲層內(nèi)距離為800m以上，避免熱儲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)充分利用熱儲層中巖石骨架中的熱能，延長熱儲開發(fā)利用年限，保證地熱可持續(xù)開采。
文檔編號F24J3/08GK2606868SQ03200530
公開日2004年3月17日 申請日期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 申請人:何滿潮, 李春華