一种干热岩热传导设备及热传导方法
【专利摘要】本发明公开了一种干热岩热传导设备及热传导方法，本发明包括主传热管和包在主传热管外的保温管，主传热管包括多段串联的热管束，热管束为多个并排排列的热管。本发明干热岩热传导方法，包括如下步骤：（１）钻取热孔，从地面钻到干热岩层；（２）向取热孔中下放干热岩热传导设备。本发明利用现有的热管技术，将众多的热管集成一个热管束，再将热管束串联成主传热管，具备热管的强导热能力，使得传热效率高，同时使得主传热管能作得尽可能的长，并且具有较好的柔性，便于下放到深度很深的干热岩层，从而能很好的将干热岩的热量提取到地面上。
【专利说明】
一种干热岩热传导设备及热传导方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种干热岩热传导设备及热传导方法。
【背景技术】
[0002]干热岩(HDR)，也称增强型地热系统(EGS)，或称工程型地热系统，是一般温度大于200°C，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大，绝大部分为中生代以来的中酸性侵人岩，但也可以是中新生代的变质岩，甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩主要被用来提取其内部的热量，因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。
[0003]开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井)，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(图1)。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 °C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。
[0004]上述干热岩热量传导方法成本较高，传热效率低。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题是:提供一种传热效率高的干热岩热传导设备，本发明还提供一种传热效率高的干热岩热传导方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明包括主传热管和包在主传热管外的保温管，主传热管包括多段串联的热管束，热管束为多个并排排列的热管。
[0007]为了提高传热效果，所述的相邻热管束之间夹有软质导热介质层。
[0008]为了防止热管从保温管的下端漏出，所述的保温管的下端口设置有网板。
[0009]为了便于应用本发明所提取的热量，所述的保温管的上端口连接有用于与主传热管的上端换热的换热器。
[0010]本发明干热岩热传导方法，包括如下步骤:(I)钻取热孔，从地面钻到干热岩层；
(2)向取热孔中下放干热岩热传导设备:(2-1)取多根保温管，在第一根保温管的下端口固定上网板；(2-2)在第一根保温管内交替下放热管束和软质导热介质层直到将第一根保温管填满，将第一根保温管放入取热孔；(2-3)然后再取一根保温管与上一根保温管保温连接;在新取的保温管内交替下放热管束和软质导热介质层直到将该保温管填满，再将该保温管放入取热孔;(2-4)重复操作步骤(2-3)直至网板下到取热孔底部。
[0011]为了便于应用本发明所提取的热量，本发明干热岩热传导方法，还包括步骤(3)在保温管的上端口连接用于与主传热管的上端换热的换热器。
[0012]本发明的有益效果是:本发明利用现有的热管技术，将众多的热管集成一个热管束，再将热管束串联成主传热管，具备热管的强导热能力，使得传热效率高，同时使得主传热管能作得尽可能的长，并且具有较好的柔性，便于下放到深度很深的干热岩层，从而能很好的将干热岩的热量提取到地面上。并且主传热管是由众多的热管集成，少量的热管的损坏基本上不影响整体的使用，使用寿命较长。
【附图说明】
[0013]图1为本发明具体实施例1的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为本发明具体实施例2的结构示意图；
图中:1、保温管，2、热管，3、软质导热介质层，4、网板，5、换热器。
【具体实施方式】
[0014]具体实施例一
如图1和图2所示的干热岩热传导设备，它包括主传热管和包在主传热管外的保温管I，主传热管包括多段串联的热管束，热管束为多个并排排列的热管2。相邻热管束之间夹有软质导热介质层3。保温管I的下端口设置有网板4。
[0015]具体实施例二
如图3所示，本例在例一的基础上增加了换热器5，便于从干热岩提取的热量应用于生活或生产。换热器5连接在保温管I的上端口，用于与主传热管的上端换热。
[0016]干热岩热传导方法，采用图3所示的干热岩热传导设备，所述热传导方法包括如下步骤:(I)钻取热孔，从地面钻到干热岩层；(2)向取热孔中下放干热岩热传导设备:(2-1)取多根保温管1，在第一根保温管的下端口固定上网板4;(2-2)在第一根保温管内交替下放热管束和软质导热介质层3直到将第一根保温管I填满，将第一根保温管I放入取热孔；(2-3)然后再取一根保温管I与上一根保温管I保温连接;在新取的保温管I内交替下放热管束和软质导热介质层3直到将该保温管I填满，再将该保温管放入取热孔；(2-4)重复操作步骤(2-3)直至网板4下到取热孔底部；(3)在保温管I的上端口连接用于与主传热管的上端换热的换热器5。
【主权项】
1.一种干热岩热传导设备，其特征在于:包括主传热管和包在主传热管外的保温管，主传热管包括多段串联的热管束，热管束为多个并排排列的热管。2.根据权利要求1所述的干热岩热传导设备，其特征在于:所述的相邻热管束之间夹有软质导热介质层。3.根据权利要求2所述的干热岩热传导设备，其特征在于:所述的保温管的下端口设置有网板。4.根据权利要求3所述的干热岩热传导设备，其特征在于:所述的保温管的上端口连接有用于与主传热管的上端换热的换热器。5.一种干热岩热传导方法，其特征在于:采用如权利要求1 一4中任何一项所述的干热岩热传导设备，所述热传导方法包括如下步骤:(I)钻取热孔，从地面钻到干热岩层；(2)向取热孔中下放干热岩热传导设备:(2-1)取多根保温管，在第一根保温管的下端口固定上网板;(2-2)在第一根保温管内交替下放热管束和软质导热介质层直到将第一根保温管填满，将第一根保温管放入取热孔;(2-3)然后再取一根保温管与上一根保温管保温连接;在新取的保温管内交替下放热管束和软质导热介质层直到将该保温管填满，再将该保温管放入取热孔;(2-4)重复操作步骤(2-3)直至网板下到取热孔底部。6.根据权利要求5所述的干热岩热传导方法，其特征在于:还包括步骤(3)在保温管的上端口连接用于与主传热管的上端换热的换热器。
【文档编号】F24J3/08GK105972844SQ201610482112
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】王怡岷, 吕朋, 王国亮, 尹晓晴
【申请人】河北益民五金制造股份有限公司