[发明专利]地热能提取地下系统

说明书

本发明涉及一种用于从地下地层提取热量的地热能提取地下系统，其包括：注入井，其包括布置在第一井孔中的第一金属井管结构，并且在第一井孔和第一金属井管结构之间提供第一环空，第一金属井管结构从地面延伸到地下地层并构造成将经第一注入开口离开的工作流体注入到在地下地层中限定的生产区域中并由此产生加热的工作流体，和第一生产井，其包括布置在第二井孔中的第二金属井管结构，第二井孔与第二金属井管结构之间提供第二环空，并且第二金属井管结构从地面延伸到地下地层中进入生产区域并经第一生产开口提取加热的工作流体，其中，注入井的第一金属井管结构包括第一环状屏障和第二环状屏障，这些环状屏障构造成在第一环空中膨胀以紧贴第一井孔的壁，从而隔离生产区域中的生产区，每个环状屏障都包括：作为第一金属井管结构的一部分安装的管状金属部件，该管状金属部件具有第一膨胀开口和外表面；可膨胀金属套筒，其围绕管状金属部件并具有面向管状金属部件的内表面和面向井孔的壁的外表面，该可膨胀金属套筒的每个端部都与管状金属部件连接，和在可膨胀金属套筒的内表面与管状金属部件之间的环形空间，通过使加压流体经第一膨胀开口进入该环形空间中来使可膨胀金属套筒膨胀以紧贴第一井孔的壁，第一注入开口在第一环状屏障与第二环状屏障之间布置在第一金属井管结构中，并且第一生产区位于第一金属井管结构与第二金属井管结构之间，使得加热的工作流体经第一生产开口在第二金属井管结构中被提取。本发明还涉及一种用于借助根据本发明的地热能提取地下系统从地下地层中提取热量的地热能提取地下方法。

技术领域

本发明涉及一种用于从地下地层提取热量的地热能提取地下系统。本发明还涉及一种用于借助根据本发明的地热能提取地下系统从地下地层中提取热量的地热能提取地下方法。

背景技术

在地热系统中，工作流体被注入地下地层中，并且从生产井提取的加热的工作流体随后用于向社区提供加热流体，或者加热的工作流体被转换成电力。为了加热工作流体，在地层中形成裂缝，使得工作流体可以流经地层并由加热的地层加热。然而，在形成这种裂缝时，频繁发生地震活动，其在某些情况下可能会阻止进一步的压裂，甚至可能封堵地热系统。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更具体地，本发明的目的是提供一种改进的地热系统，其中地震活动被最小化到可接受水平以下的活动水平(如果未完全避免的话)。

从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本发明的方案来实现，即通过用于从地下地层提取热量的地热能提取地下系统来实现，所述地热能提取地下系统包括：

-注入井，其包括布置在第一井孔中的第一金属井管结构，在该第一井孔与该第一金属井管结构之间提供第一环空，所述第一金属井管结构从地面延伸到地下地层中并且构造成使工作流体经第一注入开口离开而注入到在地下地层中限定的生产区域中并由此产生加热的工作流体，和

-第一生产井，其包括布置在第二井孔中的第二金属井管结构，在该第二井孔与该第二金属井管结构之间提供第二环空，所述第二金属井管结构从地面延伸到地下地层中进入生产区域并经第一生产开口提取所述加热的工作流体，

其中，注入井的第一金属井管结构包括第一环状屏障和第二环状屏障，这些环状屏障构造成在第一环空中膨胀以紧贴第一井孔的壁，从而隔离出生产区域中的生产区，每个环状屏障都包括：

-作为第一金属井管结构的一部分安装的管状金属部件，该管状金属部件具有第一膨胀开口和外表面，

-可膨胀金属套筒，其围绕管状金属部件并具有面向管状金属部件的内表面和面向井孔的壁的外表面，该可膨胀金属套筒的每个端部都与管状金属部件连接，和

-在可膨胀金属套筒的内表面与管状金属部件之间的环形空间，通过使加压流体经第一膨胀开口进入该环形空间中来使可膨胀金属套筒膨胀以紧贴第一井孔的壁，