[发明专利]高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置

说明书

本发明公开了高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置，高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验利用高温驱动气液自行循环模拟试验，达到开采地热能的资源利用率更高，增加深层地热能的循环利用；地热能是一种清洁低碳、分布广泛、资源丰富、安全优质的可再生资源，其开发利用具有供能持续稳定、高效循环利用、可再生的特点，可减少温室气体排放、改善生态环境，在未来清洁能源发展占居重要地位，有望成为能源结构转型的新方向。

技术领域

本发明涉及能源开采技术领域，具体涉及高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置。

背景技术

随着石油、天然气、煤炭等化石能源消耗剧增，生态环境保护压力与日俱增，节能减排、绿色发展、开发利用可再生能源等举措已刻不容缓，地热能作为一种清洁、低碳的可再生资源，具有高效循环利用、供能稳定、开发耗时短等巨大优势，可有效促进生态环境改善，是未来清洁能源发展的新趋向，目前，虽然地热开发利用量逐年增加，效率不断提高，在直接利用（供暖、康养、种养殖等）和发电方面取得了突破发展，但仍然处于浅层地热开发，存在利用率低、开发利用效益差、热水污染等问题，尤其是地热发电（高温岩体地热发电）仍处于试验阶段。

目前，地热能开发利用的方式为“一注一抽循环取热”，即注水井回灌低温水，生产井开采高温水或水蒸气用来发电、供暖等，此循环的回灌、采热等主要环节都需要消耗能量，基于能量守恒的考虑，可推测上述地热能开采方式开采地热能时的资源利用率不高，同时高温岩体在冷热水交替影响的环境中可能出现变形、损伤、破坏等现象，导致生产井、回灌井变形、坍塌几率大，阻碍深层地热能的循环利用。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置，包括供电加热装置、安全防护装置、循环生产装置、监测监控装置和降压补给装置，所述供电加热装置包括供电加热器、加热棒、耐高温材料以及温度显示仪；所述安全防护装置包括绝缘隔热底座和绝缘隔热防护箱，所述循环生产装置包括注水井、注水通道、生产井、液化器、水力发电机组和蒸汽发电机组；所述监测监控装置包括深度标尺I、深度标尺II、电量监测仪、气压监测仪、温度监测仪和流量监测仪；所述降压补给装置包括补水箱、补水管道；所述供电加热装置、循环生产装置、监测监控装置和降压补给装置均设置在绝缘隔热防护箱的内部，所述绝缘隔热底座设置在绝缘隔热防护箱内部的底部，所述循环生产装置设置在绝缘隔热底座上；所述注水井设置在绝缘隔热防护箱内的左侧，所述生产井设置在绝缘隔热防护箱的右侧，所述注水井的底部通过注水通道连接到生产井的底部，所述生产井的顶部通过液化器连接到注水井的顶部从而形成自循环，所述注水通道从左到右倾斜向下的角度为30～40°，所述水力发电机组设置在注水井的内壁上，所述蒸汽发电机组设置在生产井的内壁上，所述生产井的外壁上设置有隔热层；所述供电加热装置设置在注水通道的下端部，所述耐高温材料设置在注水通道的下端部，所述加热棒设置在耐高温材料的内部，所述供电加热器设置在注水通道的下部，所述供电加热器与加热棒连接，所述温度显示仪设置在供电加热器的前面板上；所述深井标尺I设置在注水井的左侧且与注水井连接，所述深井标尺II设置在生产井的右侧且与生产井连接，所述电量监测仪、气压监测仪、温度监测仪和流量监测仪设置在注水通道的上部，并且设置在注水井与生产井之间，所述电量监测仪、气压监测仪、温度监测仪和流量监测仪均与水力发电机组和蒸汽发电机组连接；所述降压补给装置设置在注水井顶部的右侧，所述补水箱通过补水管道连接到注水井上。

进一步的，所述耐高温材料为岩石。

进一步的，所述耐高温材料的设计温度为100～600°。

进一步的，所述耐高温材料的设计温度为200°。

进一步的，所述注水通道从左到右倾斜向下的角度为32°。

采用上述技术方案，本发明的有益效果：