[发明专利]一种利用废弃矿井储存天然气及供暖的方法和系统

权利要求书

1.一种利用废弃矿井储存天然气及供暖的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

S1、选取目标废弃矿井，获取所述废弃矿井内采空区(11)的地质环境信息；

S2、对所述废弃矿井进行清理，并将所述废弃矿井的井筒及其内由于开挖造成的裂隙进行封堵后，检测所述采空区(11)的气密性，若所述采空区(11)内气密性良好，则进行下一步，若测得所述采空区(11)内气密性差，则继续检查所述废弃矿井的各个井筒以及其内的裂隙是否封堵严实，直至测得所述采空区(11)内气密性良好；

S3、在所述采空区(11)的上方分别钻取天然气注气井(12)、天然气采气井(13)和天然气检测井(14)，其中，所述天然气注气井(12)和所述天然气采气井(13)与所述采空区(11)连通，所述天然气检测井与所述采空区(11)不连通，并分别在所述天然气注气井(12)和所述天然气采气井(13)内配置井下安全阀(15)，通过所述天然气注气井(12)向所述采空区(11)内输入天然气，即可将天然气存储在所述采空区(11)内；

S4、在所述天然气采气井(13)处外接气源热泵(20)，通过所述天然气采气井(13)将所述采空区(11)内的高温天然气提取至所述气源热泵(20)处，并由所述气源热泵(20)进行液化处理后，输送至热交换系统，所述热交换系统对液化天然气中的热量进行提取，并输送至居民的地暖盘管(30)，而液化天气然则输送至居民的天然气输送管道，以实现给供暖。

2.根据权利要求1所述的一种利用废弃矿井储存天然气及供暖的方法，其特征在于，S1中的地质环境信息包括采空区(11)的分布位置、尺寸、形状、边界、最大承压能力和最大库容信息。

3.根据权利要求1所述的一种利用废弃矿井储存天然气及供暖的方法，其特征在于，S2中封堵所述井筒及其裂隙的方法为选用覆盖密封板或喷超细混凝土中的一种或多种。

4.一种利用废弃矿井储存天然气及供暖系统，其特征在于，包括废气矿井(10)、气源热泵(20)和热交换系统，所述废气矿井(10)具有采空区(11)、天然气注气井(12)和天然气采气井(13)，所述天然气注气井(12)和所述天然气采气井(13)均与所述采空区(11)连通，且其内均配置有井下安全阀(15)，所述气源热泵(20)的进气端与所述天然气采气井(13)连通，所述热交换系统具有第一进料端、第一出料端和第二出料端，其第一进料端与所述气源热泵(20)的第一出液口连通，其第一出料端与居民地暖盘管(30)连通，第二出料端与居民天然气输送管道连通。

5.根据权利要求4所述的一种利用废弃矿井储存天然气及供暖系统，其特征在于，所述废气矿井(10)还具有天然气检测井(14)，其与所述天然气注气井(12)和所述天然气采气井(13)相互独立设置，并不与所述采空区(11)连通，所述天然气检测井(14)用于检测是否有天然气外泄。

6.根据权利要求4所述的一种利用废弃矿井储存天然气及供暖系统，其特征在于，所述热交换系统包括水热交换器(50)和蒸发器(54)，所述水热交换器(50)的第一进液端与所述气源热泵(20)的第一出液口连通，其第二出液端与居民地暖盘管(30)的第二进液口连接，其第三出液端与所述蒸发器(54)的第三进液口连接，所述蒸发器(54)的出气口与居民天然气输送管道连通。

7.根据权利要求6所述的一种利用废弃矿井储存天然气及供暖系统，其特征在于，所述热交换系统还包括水泵(51)、阀门(52)和电子膨胀阀(53)，所述水泵(51)和所述阀门(52)分别设置所述水热交换器(50)的第二出液端，所述电子膨胀阀(53)设置在所述所述水热交换器(50)的第三出液端。