干热岩（EGS）热管采热装置的制作方法

本实用新型属于干热岩(EGS)技术，尤其是涉及干热岩（EGS）热管采热装置。

背景技术：

2013年1月，国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部联合发出《关于促进地热能开发利用的指导意见》，要求“大力推进地热能技术进步，积极培育地热能开发利用市场，按照技术先进、环境友好、经济可行的总体要求，全面促进地热能资源的合理有效利用”。

2014年6月，国家能源局综合司、国土资源部办公厅发出《关于组织编制地热能开发利用规划的通知》，要求各地“近期地热能开发利用规划以浅层地温能供暖（制冷）、中深层地热能供暖及综合利用为主，具备高温地热资源的地区可发展地热能发电。远期发展中温地热发电和干热岩发电，并提高地热综合利用水平”。

常规地热井，主要是从井中直接取出地下热水向建筑物供暖。此技术简单、实用、开发成本低，至今还在广泛使用中。缺点是此种直取、直供、直排利用热能的方式，造成极大的地下水资源和地热能的浪费，还可造成城市地质灾害。尽管有人主张以深采浅灌来维护此项技术在城市供热中的应用，但一口生产井需打2-3口回灌井，增加了供热企业的成本。同时，回灌井因地质问题，很难实现真正意义上的回灌，加之回灌成本高，因此，目前大多数供热单位，均在回避回灌、违规经营。

利用热泵技术为建筑供暖，已在国际上风行了30年。上世界90年代传入我国后，一度出现过突飞猛进的势头。2010年已取得世界第二的成绩，最高年增长率达40%以上。随后开始下降，目前年增长率只有27%。究其原因，主要存在以下问题：1 地源热泵换热孔施工需要较大空间，在建筑密度大的区域无法大面积实施，难以规模化发展。2 浅层地温能，温度低、用水量多、消耗电力大。3 水源热泵对水质、水量、水温有一定要求，利用浅层地温水，其水质差、水量小、水温低，热泵难以正常运转。4 回灌困难，浪费严重。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种节能环保、低成本、高效能、利用开发地热能的干热岩（EGS）热管采热装置。

为实现上述目的，本说明技术采取以下技术方案：步骤1：根据前期地质勘查、需热量、地热梯度，施工一定深度的两径直井一口，井径和井深依据需热量和地热梯度计算确定。

步骤2：在井孔的上井室安装泵室管（1），管外填充绝热材料（2）；在井孔的下井室的上段安装绝热管（3），管外填充绝热材料（4），下段填充吸热材料（5）；上下井室采用密闭连接。

步骤3：在井孔内安装重力热管（6），重力热管（6）分上、中、下三段：上段为冷凝段（7），中段为绝热段（8），下段为蒸发段（9）；在蒸发段（9）内填充足够量的工质（10）。

步骤4：在泵室管内安装排出管（13）、排出装置（14）与热泵（11）（12）连接，再与地面热能利用设备对接。

步骤5：在泵室管内安装注入管（15），上端与地面热能利用设备对接。

步骤6：在井腔内一次性注入地面热能利用设备所需要的循环工质若干方，工质注入量依据热需量面积计算确定。

本实用新型由于采取了以上技术方案，其具有以下优点：1绿色环保，无废气、废液、废渣排放；2水质、水量、水温有保证，利于热泵正常工作；3节约占地空间；4井位选定灵活、不受地域及场地限制、易普及；5 取水方便，城市自来水、劣质水改造后均可利用；6 水介质反复循环利用，可保护节约城市地下水资源；7 水源稳定、水温可调、热能利用率高，高效节能；8 无易燃、易爆装置，使用安全；9 系统使用寿命长，地下及地面管材，耐腐蚀、耐高温、耐高压，使用年限可达70年以上；10 井径相对较小，又经固井施工，水泥固结，地下无运动设备，不会造成地层垮塌，不会影响地面建筑及城市设施安全；11建井技术成熟、成本低、效率高。12 供热系统易控制、易操作、易维护、易管理，占用人力少、后期维护费用低。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

（1）泵室管、（2、4）绝热材料、（3）绝热管、（5）吸热材料、（6）重力热管、（7）冷凝段、（8）绝热段、（9）蒸发段、（10）工质、（11、12）热泵、（13）排出管、（14）排出装置、（15）注入管。

具体实施方式

、根据前期地质勘查，选取合适的干热岩热储位置，选定井位，依据需热量、地热梯度，施工一定深度两径直井一口

2、对准热储位置，安装泵室管（1）与绝热管（3）管串，管串采用密闭连接，在管串外填充绝热材料(2、4），在管串下端裸眼井腔内填充吸热材料（5）。

3、安装重力热管（6），重力热管（6）分上、中、下三段：上段为冷凝段（7），中段为绝热段（8），下段为蒸发段（9），蒸发段（9）内填充足够量的工质（10）。

4、安装排出管（13）、排出装置（14）上端与热泵（11、12）连接，再与地面热能利用设备对接。

5、安装注入管（15），上端与地面热能利用设备对接。

6、在上下井室内一次性注入足够量的循环工质，注入量根据地面热能利用设备计算确定。

7、开动排出装置（14），系统开始工作，经热泵（11、12）转换工质在地面热能利用设备中循环，经注入管（15）回流至井室内，由重力热管的蒸发段吸收干热岩热储层的热量，再由冷凝段放出热量，从而完成循环工质的热量交换，如此循环不已。

本实用新型的应用实例：干热岩供暖制冷

河南省郑州市万亩农业种植大棚干热岩供热制冷项目。本项目总供暖（制冷）面积1万亩。

两径直井一口。

技术特点：利用重力热管技术将干热岩热储层中的热能导出，达到干热岩热能的高效开发与利用。

效益计算

1、与直接用电锅炉供热相比，节约电力97.5万度/万平方米/年，节约标准煤341吨/万平方米/年。

2、减排二氧化碳851.13吨/万平方米/年。

3、减排颗粒物14.77吨/万平方米/年。

4、减排二氧化硫8.12吨/万平方米/年。

5、减排氮氧化物5.91吨/万平方米/年。

应用此技术低碳环保，开发成本低，节约水资源，热能利用率高，社会效益巨大。