[发明专利]一种径向井低温地热开采实验系统及其使用方法

说明书

本发明提供一种径向井低温地热开采实验系统及其使用方法，用以探究径向井内水体的温变化与径向井直径、水体流速、外界温度之间的关系。该径向井低温地热开采实验系统包括：模拟箱、电脑、试件、水循环系统、数据采集系统及温度系统。模拟箱包括长方体框架结构的保温箱，保温箱两端含有径向井接口。试件包括位于试件中央的径向井。水循环模拟系统包括冷水器、水泵、水箱以及水管。数据采集系统包括温度传感器。温度系统包括加热板、温度传感器。本发明实现方便且成本低，使用操作方便，能够很好地用于进行径向井低温地热开采的理论研究，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明涉及地热开发技术领域，具体是一种径向井低温地热开采实验系统及其使用方法。

背景技术

当今社会，常规化石能源日渐短缺，而在总能耗中，民用采暖耗能比例逐年增长。地热作为一种无污染、可再生的清洁能源，与煤炭、石油和天然气等传统的化石能源相比，具备数量巨大、可再生、低碳、环保、就地取用等优势。地热分高温、中温和低温三类。高于150℃，以蒸汽形式存在的，属高温地热；90℃-150℃，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，属中温地热；高于25℃、低于90℃，以温水、温热水、热水等形式存在的，属低温地热。

目前开采地热能采用增强型地热系统，该系统采用水力压裂技术来提高地层的渗透性，而水力压裂的弊端主要在于两个方面：水力压裂活动会造成地下水污染；水力压裂活动还会引发地震活动。

径向井是指曲率半径远比常规的短曲率半径水平井更短的一种水平井，是利用高压水射流的能量，在油气层中喷射出几个分支通道，可实现井眼直径2-5cm，长度可达80-150m，作业深度可达3754m。具有成本低、作业工期短，方向可控制的优势。径向井技术代替水力压裂技术进行地热开采展现出了良好的应用前景。

为了研究径向井在地热开采中的应用，需要先进行理论研究，而在进行理论研究时，还需要进行大量的试验，这些试验，如果都放到实际工程中去做，将会耗费大量的人力物力，因此，如果能有一套径向井低温地热开采实验系统实验模拟系统，将很好地解决上述问题，但是，现有技术中还缺乏这样的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种径向井低温地热开采实验系统及其使用方法，用以探究径向井内水体的温度变化与径向井直径、水体流速、外界温度之间的关系。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

一种径向井低温地热开采实验系统，该径向井低温地热开采实验系统包括：模拟箱、试件、电脑、水循环系统、数据采集系统及温度系统；所述的模拟箱包括长方体框架结构的保温箱，保温箱侧面两端设有径向井接口，保温箱顶部盖板能够打开，用于将试件放入其中；所述的试件中央开设贯穿的径向井；当试件放入保温箱后，确保试件的径向井两端口与径向井接口连接；所述的水循环系统包括冷水器、水泵、水箱以及水管，水管连接在试件、水箱、冷水器和水泵之间，其中一段水管穿过保温箱两端的径向井接口连接在试件两端的径向井上；冷水器用于调节冷却的温度，水泵用于控制排量，电脑控制着冷水器的温度和水泵的排量；所述的数据采集系统包括温度传感器A，温度传感器均匀的布置于径向井内壁，电脑搜集传感器温度数据；所述的温度系统包括四块加热板、四个温度传感器B，所述的四块加热板分别位于保温箱的前、后、上、下四个面上，所述的四个温度传感器B分别位于试件的前、后、上、下四个面上，电脑搜集传感器温度数据并控制加热板。

本发明还公开了一种径向井低温地热开采实验系统使用方法，其步骤包括：

步骤一，沿长度方向在长方体试件中央钻径向井，在径向井内壁布置三个温度传感器A探头，分别位于径向井的入口处、中央以及出口处。

步骤二，分别在试件的前、后、上、下四个面上布置温度传感器B探头。

步骤三，将试件放置在安装有加热板的保温箱中，将水管穿过保温箱两端的径向井接口连接在试件两端的径向井上。