一种干热岩地热提取设备及提取方法与流程

本发明涉及干热岩地热提取技术领域，尤其涉及一种干热岩地热提取设备及提取方法。

背景技术：

开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井，封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水，产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下，高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理，这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然，这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。随着低温水的不断注入，裂缝不断增加、扩大，并相互连通，最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造，这些井用来回收高温水、汽，称之为生产井。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换，产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽，用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中，从而达到循环利用的目的。

但是由于注入水在注入的过程中被岩石吸收，从而无法明确的知道拥有多少蒸汽的产生，从而会影响蒸汽传送的速度和温度，从而影响地热发电的效率。

因此，有必要提供一种新的干热岩地热提取设备及提取方法解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种操作方便、使用灵活、可以便于观察蒸汽的多少，从而便于控制注入水的量的干热岩地热提取设备及提取方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的干热岩地热提取设备包括：人工蓄水池；注入井，所述注入井固定连接所述人工蓄水池；生产井，所述生产井固定连接所述人工蓄水池；滑动机构，所述滑动机构包括活塞，所述活塞滑动连接所述生产井，所述活塞中设有便于蒸汽贯通的通孔；伸缩机构，所述伸缩机构固定连接所述活塞；连接管，所述连接管固定连接所述伸缩机构背离所述活塞的一端。

优选的，所述滑动机构还包括凸块，所述凸块固定于所述活塞的侧壁，所述凸块设有四个，四个所述凸块均匀的排列于所述活塞的侧壁，所述凸块背离所述活塞的侧壁呈弧形结构，所述凸块滑动连接所述生产井的侧壁上设置的滑槽。

优选的，所述生产井关于所述注入井对称固定于所述人工蓄水池，所述生产井的底端所处的平面高于所述注入井的底端所处的平面。

优选的，所述伸缩机构包括第一伸缩杆、第二伸缩杆和滑块，所述第二伸缩杆的底端固定连接所述活塞，所述滑块滑动连接所述第二伸缩杆，所述滑块的顶端固定连接所述第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的顶端固定连接所述连接管，所述滑块的中间设有连通所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆的通孔。

优选的，所述伸缩机构还包括挡块和橡胶层，所述挡块设于所述第二伸缩杆的内壁的顶端，所述橡胶层固定连接所述滑块的侧壁，所述第一伸缩杆滑动连接环状的所述挡块。

优选的，所述生产井固定连接限位机构，所述限位机构包括第一限位块和第二限位块，环形的所述第一限位块固定于所述生产井的内壁的顶端，环形的所述第二限位块固定于所述生产井的内壁，所述活塞处于所述第一限位块和所述第二限位块之间。

优选的，所述第二伸缩杆的长度等于所述第二限位块至所述生产井的顶端的距离与所述活塞的厚度之差，所述第一伸缩杆的长度大于所述连接管至所述生产井的顶端之间的距离，所述第二伸缩杆的顶端与所述生产井的顶端处于同一平面。

本申请实施例还提供了一种干热岩地热提取方法，包括以下步骤：

步骤一：首先将水通过所述注入井注入所述人工蓄水池中，使注入水进入所述人工蓄水池中，从而便于注入水通过所述人工蓄水池中的干热岩进行加热，并且将所述注入井的顶端进行密封，从而使注入水从液体形成气体变成高温水蒸气，然后使水蒸气进入两个所述生产井中，由于注入水的一部分被干热岩吸收渗入地底，即使注入相同含量相同的水产生的水蒸气的含量还是有所不同；

步骤二：通过高温加热，水蒸气增多，通过过多的气压将所述活塞向上抵，所述凸块防止所述活塞的位置进行移位，所述活塞上升带着所述第二伸缩杆向上移动，由于所述第一伸缩杆固定于所述连接管，从而使侧壁固定所述橡胶层的所述滑块在所述第二伸缩杆中滑动，所述第二伸缩杆将所述第一伸缩杆慢慢套住，通过观察所述第二伸缩杆在所述第一伸缩杆外的位置，从而便于观察所述人工蓄水池中的水产生的蒸汽的多少，从而便于蒸汽进入所述连接管中，从而便于利用蒸汽的热能进行发电；

步骤三：当所述第二伸缩杆处于所述第一伸缩杆的中间位置时，蒸汽的产生量最为方便，当所述第二伸缩杆处于所述第一伸缩杆的中间下方的位置时，可以知道蒸汽的含量较少，从而将所述注入井中再注入水，然后使水通过所述人工蓄水池的加热重新多生产蒸汽，使所述活塞上升，使所述第二伸缩杆到达所述第一伸缩杆的中间的位置，当所述第二伸缩杆的位置高于所述第一伸缩杆的中间的位置，需要停止向所述注入井中注入水，从而使所述人工蓄水池中的水先反应，使所述第二伸缩杆的位置慢慢下降至所述第一伸缩杆的中间的位置，所述挡块防止所述滑块从所述第二伸缩杆中滑落，所述第一限位块和所述第二限位块防止所述活塞从所述生产井中滑落。

与相关技术相比较，本发明提供的干热岩地热提取设备及提取方法具有如下有益效果：

本发明提供一种干热岩地热提取设备及提取方法，通过在所述生产井中安装所述活塞，从而使所述活塞在不同的蒸汽的情况下在所述生产井的管道中移动，从而便于通过固定于所述活塞上的所述伸缩机构的位置，从而便于向所述注入井中注水或者停止注水，从而减少注入过多的水使水大量的进入岩层，从而减少水的浪费，并且保证蒸汽的产生，从而稳定发电的功率；并且通过所述滑动机构包括的所述凸块，对所述活塞的位置进行限制，并且保证通过所述凸块保证所述活塞在移动的时候不会转动，从而防止所述活塞从所述生产井中脱落。

附图说明

图1为本发明提供的干热岩地热提取设备及提取方法的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的滑动机构的截面示意图；

图3为图1所示的伸缩机构的结构示意图；

图4为图1所示的a部放大示意图；

图5为图1所示的b部放大示意图；

图6为本发明提供的干热岩地热提取方法的流程图。

图中标号：1、人工蓄水池，2、注入井，3、连接管，4、生产井，5、滑动机构，51、活塞，52、凸块，6、伸缩机构，61、第一伸缩杆，62、第二伸缩杆，63、挡块，64、橡胶层，65、滑块，7、限位机构，71、第一限位块，72、第二限位块。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中，图1为本发明提供的干热岩地热提取设备及提取方法的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的滑动机构的截面示意图；图3为图1所示的伸缩机构的结构示意图；图4为图1所示的a部放大示意图；图5为图1所示的b部放大示意图；图6为本发明提供的干热岩地热提取方法的流程图。

本申请实施例提供的干热岩地热提取设备包括：人工蓄水池1、注入井2、连接管3、生产井4、滑动机构5和伸缩机构6，所述注入井2固定连接所述人工蓄水池1，所述生产井4固定连接所述人工蓄水池1，所述伸缩机构6固定连接滑动机构5，所述连接管3固定连接所述伸缩机构6背离所述滑动机构5的一端。

在具体实施过程中，所述滑动机构5包括活塞51，所述活塞51滑动连接所述生产井4，所述活塞51中设有便于蒸汽贯通的通孔；所述滑动机构5还包括凸块52，所述凸块52固定于所述滑块65的侧壁，所述凸块52设有四个，四个所述凸块52均匀的排列于所述滑块65的侧壁，所述凸块52背离所述滑块65的侧壁呈弧形结构，所述凸块52滑动连接所述生产井4的侧壁上设置的滑槽；从而便于所述活塞51在所述生产井4中滑动时，所述活塞51通过所述凸块52的定位，从而不会使所述活塞51在所述生产井4中滑动的时候转动，并且通过所述凸块52的弧形侧壁使所述凸块52在所述生产井4中移动的时候减少摩擦便于其滑动；所述伸缩机构6固定连接所述活塞51；所述连接管3固定连接所述伸缩机构6背离所述活塞51的一端。

所述生产井4关于所述注入井2对称固定于所述人工蓄水池1，所述生产井4的底端所处的平面高于所述注入井2的底端所处的平面；从而便于所述注入井2将水注入所述人工蓄水池1中后，产生的水蒸气向上蒸腾，产生的水蒸气通过所述生产井4进行收集，从而便于水汽的收集。

所述伸缩机构6包括第一伸缩杆61、第二伸缩杆62和滑块65，所述第二伸缩杆62的底端固定连接所述活塞51，所述滑块65滑动连接所述第二伸缩杆62，所述滑块65的顶端固定连接所述第一伸缩杆61，所述第一伸缩杆61的顶端固定连接所述连接管3，所述滑块65的中间设有连通所述第一伸缩杆61和所述第二伸缩杆62的通孔；从而便于蒸汽将所述活塞51进行上滑，从而使所述第二伸缩杆62向上滑动，从而便于通过观察所述第二伸缩杆62到所述第一伸缩杆61的侧壁的外侧的位置，知道内侧的蒸汽的含量，从而可以知道是否需要进行通过所述注入井2进行注水。

所述伸缩机构6还包括挡块63和橡胶层64，所述挡块63设于所述第二伸缩杆62的内壁的顶端，所述橡胶层64固定连接所述滑块65的侧壁，所述第一伸缩杆61滑动连接环状的所述挡块63；从而便于所述第一伸缩杆61在所述第二伸缩杆62中滑动的时候，通过所述橡胶层64增加密封性，并且通过所述挡块63防止所述滑块65滑出所述第二伸缩杆62。

所述生产井4固定连接限位机构7，所述限位机构7包括第一限位块71和第二限位块72，环形的所述第一限位块71固定于所述生产井4的内壁的顶端，环形的所述第二限位块72固定于所述生产井4的内壁，所述活塞51处于所述第一限位块71和所述第二限位块72之间；从而通过所述第一限位块71和所述第二限位块72防止所述活塞51在所述生产井4中移动时从所述生产井4中滑出，从而保证蒸汽的传输。

所述第二伸缩杆62的长度等于所述第二限位块72至所述生产井4的顶端的距离与所述活塞51的厚度之差，所述第一伸缩杆61的长度大于所述连接管3至所述生产井4的顶端之间的距离，所述第二伸缩杆62的顶端与所述生产井4的顶端处于同一平面；从而便于所述第二伸缩杆62的移动，从而便于观察井内的蒸汽含量，从而便于控制注入水的含量。

请结合参阅图6，图6为本发明提供的干热岩地热提取设备及提取方法的流程图，干热岩地热提取设备及提取方法包括以下步骤：

步骤一：首先将水通过所述注入井2注入所述人工蓄水池1中，使注入水进入所述人工蓄水池1中，从而便于注入水通过所述人工蓄水池1中的干热岩进行加热，并且将所述注入井2的顶端进行密封，从而使注入水从液体形成气体变成高温水蒸气，然后使水蒸气进入两个所述生产井4中，由于注入水的一部分被干热岩吸收渗入地底，即使注入相同含量相同的水产生的水蒸气的含量还是有所不同；

步骤二：通过高温加热，水蒸气增多，通过过多的气压将所述活塞51向上抵，所述凸块52防止所述活塞51的位置进行移位，所述活塞51上升带着所述第二伸缩杆62向上移动，由于所述第一伸缩杆61固定于所述连接管3，从而使侧壁固定所述橡胶层64的所述滑块65在所述第二伸缩杆62中滑动，所述第二伸缩杆62将所述第一伸缩杆61慢慢套住，通过观察所述第二伸缩杆62在所述第一伸缩杆61外的位置，从而便于观察所述人工蓄水池1中的水产生的蒸汽的多少，从而便于蒸汽进入所述连接管3中，从而便于利用蒸汽的热能进行发电；

步骤三：当所述第二伸缩杆62处于所述第一伸缩杆61的中间位置时，蒸汽的产生量最为方便，当所述第二伸缩杆62处于所述第一伸缩杆61的中间下方的位置时，可以知道蒸汽的含量较少，从而将所述注入井2中再注入水，然后使水通过所述人工蓄水池1的加热重新多生产蒸汽，使所述活塞51上升，使所述第二伸缩杆62到达所述第一伸缩杆61的中间的位置，当所述第二伸缩杆62的位置高于所述第一伸缩杆61的中间的位置，需要停止向所述注入井2中注入水，从而使所述人工蓄水池1中的水先反应，使所述第二伸缩杆62的位置慢慢下降至所述第一伸缩杆61的中间的位置，所述挡块63防止所述滑块65从所述第二伸缩杆62中滑落，所述第一限位块71和所述第二限位块72防止所述活塞51从所述生产井4中滑落。

将本发明的干热岩地热提取设备制造10套，然后将本发明的干热岩地热提取设备按照本发明的使用方法与普通的干热岩地热提取设备投入到相同环境的地热井中使用，经过多次周期性的实验得出，通过本发明的干热岩地热提取设备按照本发明的使用方法对注入水的利用效率比普通的干热岩地热提取设备对注入水的利用效率高20％，本发明的干热岩地热提取设备的使用水比普通的干热岩地热提取设备的使用水节约30％。

本发明提供的干热岩地热提取设备及提取方法的工作原理如下：

首先将注水通过所述注入井2注入所述人工蓄水池1中，使注入水进入所述人工蓄水池1中，从而便于注入水通过所述人工蓄水池1中的干热岩进行加热，并且将所述注入井2的顶端进行密封，从而使注入水从液体形成气体变成高温水蒸气，然后使水蒸气进入两个所述生产井4中，由于注入水的一部分被干热岩吸收渗入地底，即使注入相同含量相同的水产生的水蒸气的含量还是有所不同，通过高温加热，水蒸气增多，通过过多的气压将所述活塞51向上抵，所述凸块52防止所述活塞51的位置进行移位，所述活塞51上升带着所述第二伸缩杆62向上移动，由于所述第一伸缩杆61固定于所述连接管3，从而使侧壁固定所述橡胶层64的所述滑块65在所述第二伸缩杆62中滑动，所述第二伸缩杆62将所述第一伸缩杆61慢慢套住，通过观察所述第二伸缩杆62在所述第一伸缩杆61外的位置，从而便于观察所述人工蓄水池1中的水产生的蒸汽的多少，从而便于蒸汽进入所述连接管3中，从而便于利用蒸汽的热能进行发电，当所述第二伸缩杆62处于所述第一伸缩杆61的中间位置时，蒸汽的产生量最为方便，当所述第二伸缩杆62处于所述第一伸缩杆61的中间下方的位置时，可以知道蒸汽的含量较少，从而将所述注入井2中再注入水，然后使水通过所述人工蓄水池1的加热重新多生产蒸汽，使所述活塞51上升，使所述第二伸缩杆62到达所述第一伸缩杆61的中间的位置，当所述第二伸缩杆62的位置高于所述第一伸缩杆61的中间的位置，需要停止向所述注入井2中注入水，从而使所述人工蓄水池1中的水先反应，使所述第二伸缩杆62的位置慢慢下降至所述第一伸缩杆61的中间的位置，所述挡块63防止所述滑块65从所述第二伸缩杆62中滑落，所述第一限位块71和所述第二限位块72防止所述活塞51从所述生产井4中滑落。

与相关技术相比较，本发明提供的干热岩地热提取设备及提取方法具有如下有益效果：

本发明提供一种干热岩地热提取设备及提取方法，通过在所述生产井4中安装所述活塞51，从而使所述活塞51在不同的蒸汽的情况下在所述生产井4的管道中移动，从而便于通过固定于所述活塞51上的所述伸缩机构6的位置，从而便于向所述注入井2中注水或者停止注水，从而减少注入过多的水使水大量的进入岩层，从而减少水的浪费，并且保证蒸汽的产生，从而稳定发电的功率；并且通过所述滑动机构5包括的所述凸块52，对所述活塞51的位置进行限制，并且保证通过所述凸块52保证所述活塞51在移动的时候不会转动，从而防止所述活塞51从所述生产井4中脱落。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。