一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置及使用方法与流程

1.本发明属于地热设备技术领域，特别是涉及一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置及使用方法。


背景技术：

2.热储是指埋藏于地下、具有有效空隙和渗透性的地层、岩体或构造带，其中储存的地热流体可供开发利用。地热热储简称热储，它能通过载热流体的对流、富集来储存地热能。所以，地热热储十分重要的特征是经过换热后热储流体(尾水)回灌入热储层,回灌后的热储流体经过热储层底部加热带，在强大的和持续的传导热流补给的条件下，将回灌后的热储流体(尾水)加热。地热热储不同于油储、气储及地下水储，在地热热储中，原存的流体可以被周围的热储流体补充并被加热。这个补充过程在地热热储运动中十分重要。为“取热不取水”利用模式，而结垢是地热流体开发利用中存在的主要问题之一，开采过程中，地热流体从储层到井口，温度和压力发生变化，从而导致矿物的溶解度发生变化，部分矿物将会因过饱和而从流体中沉淀出来，堵塞井孔或者管道，降低了地热的开采效率。为减少地热田开发利用风险、节约经济成本，需寻求一种不提泵除垢装置及方法。
3.然而在地热热储的开采过程中，地热井内的管道及热储层很容易产生大量的垢体，时间一长，就会堵塞管道和热储层，降低了地热的开采效率，本发明针对上述问题提出一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置及使用方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置及使用方法，解决现有的地热热储的开采过程中，地热井内的管道及热储层很容易产生大量的垢体，时间一长，就会堵塞管道和热储层，降低了地热的开采效率的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明为一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置，包括地基面和地热井，所述地热井分为开采井和回灌井，所述开采井和回灌井结构一致，所述地基面安装有地热井，所述地热井的一部分位于地基面的上侧，所述地热井上端面固定连接有夹板，所述夹板上表面固定连接有支撑座，所述支撑座内安装有回灌管和抽水管，所述回灌管和抽水管的下端位于地热井内部，所述抽水管的上端连通有出水管，所述回灌管的上端还连通有进水管；上述结构中，地热井既可以作为开采井也可以作为回灌井，二者可以进行功能互换。
7.优选地，所述支撑座上表面安装有排气装置，所述排气装置与地热井连通；上述结构中，排气装置可以排出地热井内的气体。
8.优选地，所述出水管和进水管的周侧面均安装有测压表、除垢剂泵送管和闸阀，所述除垢剂泵送管位于测压表与闸阀之间，所述闸阀位于靠近地热井的一侧；上述结构中，闸阀可以控制出水管、进水管的流量，测压表可以监测管道内的压力数值。
9.优选地，所述除垢剂泵送管的周侧面也安装有闸阀，以便于控制除垢剂泵送管的
单位内流量。
10.优选地，所述出水管的一端固定连接有除砂、提取换热装置，以便于对回扬水进行提取、换热、除砂等操作。
11.优选地，所述抽水管的下端面还安装有地热泵，地热泵的功能是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源实现由低品位热能向高品位热能转移。
12.优选地，所述地热井的周侧面开设有若干滤水管，所述滤水管位于地热井下端，地下水可以通过滤水管进入地热井底部。
13.本发明为一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置的使用方法，包括以下步骤：
14.步骤一：在该装置无垢的情况下对地热井中开采井和回灌井进行抽水回扬，井水依次通过抽水管和出水管，然后计算单位时间内抽水管和出水管的出水量，以此得到该装置的初始单位时间内出水量；
15.步骤二：在该装置垢体堆积时将抽出的井水通过除砂、提取换热装置，进行提取、换热和除砂的操作，然后将换热后的地热尾水依次通过进水管和回灌管回灌到开采井内，在回灌的同时通过除垢剂泵送管往进水管添加除垢剂，除垢剂随地热尾水水进入开采井中，除垢剂随着地热尾水的运移陆续到达泵体段和开采井底部的热储层段，除垢剂与结垢部位发生化学反应，产生溶于水的气体和化学绿色友好组分，并随着井水进入开采井底部或排出井外。
16.步骤三：待反应一段时间后，将开采井再次进行抽水回扬并继续泵入除垢剂，根据出水量检测比对开采井底部的地热储层及进水管等输线管道的除垢效果，然后继续抽水回扬；
17.步骤四：将回扬水经除渣、除砂后回灌到开采井，并在开采井中泵入除垢剂，反应一段时间后，再回扬对输送管线进行除垢，经除渣、除砂后，注入回灌井同时泵入除垢剂，互为回扬，以此反复，直至出水量达到初始值或接近初始值，则除垢成功。
18.本发明具有以下有益效果：
19.本发明通过将地热井分为开采井和回灌井，通过对开采井(回灌井)进行定期抽水回扬，然后将地热水进行提取、换热、去砂处理，处理后的尾水进行回灌并通过泵入装置添加除垢剂对开采井及其内部的输线管进行除垢，然后再次回灌井(开采井)抽水回扬并对地热水进行提取、换热、去砂，然后将井水回灌至回灌井并通过泵入装置添加除垢剂，互为多次回扬，直到回扬时开采井(回灌井)出水量达到初始值或接近初始值，则除垢成功。
20.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明的一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置的结构示意图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.1-地基面，2-除砂、提取换热装置，3-出水管，4-闸阀，5-除垢剂泵送管，6-测压表，7-进水管，8-支撑座，9-夹板，10-回灌管，11-滤水管，12-地热泵，13-抽水管，14-地热井，15-排气装置。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“四周”方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.请参阅图1所示，本发明为一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置，包括地基面1和地热井14，地热井14分为开采井和回灌井，开采井和回灌井结构一致，地基面1安装有地热井14，地热井14的一部分位于地基面1的上侧，地热井14上端面固定连接有夹板9，夹板9上表面固定连接有支撑座8，支撑座8内安装有回灌管10和抽水管13，回灌管10和抽水管13的下端位于地热井14内部，抽水管13的上端连通有出水管3，回灌管10的上端还连通有进水管7；上述结构中，地热井14既可以作为开采井也可以作为回灌井，二者可以进行功能互换。
28.其中，支撑座8上表面安装有排气装置15，排气装置15与地热井14连通；上述结构中，排气装置15可以排出地热井14内的气体。
29.其中，出水管3和进水管7的周侧面均安装有测压表6、除垢剂泵送管5和闸阀4，除垢剂泵送管5位于测压表6与闸阀4之间，闸阀4位于靠近地热井14的一侧；上述结构中，闸阀4可以控制出水管3、进水管7的流量，测压表6可以监测管道内的压力数值。
30.其中，除垢剂泵送管5的周侧面也安装有闸阀4，以便于控制除垢剂泵送管5的单位内流量。
31.其中，出水管3的一端固定连接有除砂、提取换热装置2，以便于对回扬水进行提取、换热、除砂等操作。
32.其中，抽水管13的下端面还安装有地热泵12，地热泵12的功能是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源实现由低品位热能向高品位热能转移。
33.其中，地热井14的周侧面开设有若干滤水管11，滤水管11位于地热井14下端，地下水可以通过滤水管11进入地热井14底部。
34.本发明为一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置的使用方法，包括以下步骤：
35.步骤一：在该装置无垢的情况下对地热井14中开采井和回灌井进行抽水回扬，井水依次通过抽水管13和出水管3，然后计算单位时间内抽水管13和出水管3的出水量，以此得到该装置的初始单位时间内出水量；
36.步骤二：在该装置垢体堆积时将抽出的井水通过除砂、提取换热装置2，进行提取、换热和除砂的操作，然后将井水依次通过进水管7和回灌管10回灌到开采井内，在回灌的同时通过除垢剂泵送管5往进水管7添加除垢剂，除垢剂随井水进入开采井中，除垢剂随着井
水的运移陆续到达泵体段和开采井底部的碳酸岩盐热储层段，除垢剂与结垢部位发生化学反应，产生溶于水的气体和化学友好组分，并随着井水进入开采井底部或排出井外。
37.步骤三：待反应一段时间后，将开采井再次进行抽水回扬并继续泵入除垢剂，根据出水量检测比对开采井底部的地热储层及进水管7等输线管道的除垢效果，然后继续抽水回扬；
38.步骤四：将回扬水经除渣、除砂后回灌到开采井，并在开采井中泵入除垢剂，反应一段时间后，再回扬对输送管线进行除垢，经除渣、除砂后，注入回灌井同时泵入除垢剂，互为回扬，以此反复，直至出水量达到初始值或接近初始值，则除垢成功。
39.需要说明的是，该装置在抽水过程中，需要采用抽水泵，由于地热井14的深度各不相同，因此采用的抽水泵的输出功率也各不相同，具体以实际使用的情况为准。
40.需要进一步说明的是，在进行抽水回扬时，各闸阀4的开口应开到最保持一致。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
42.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。