[发明专利]一种无负压地热回灌系统及回灌方法

说明书

本发明公开了一种无负压地热回灌系统及回灌方法，其中回灌系统包括稳流罐和氮气补偿装置，所述稳流罐的上部设置有稳流罐压力表，所述稳流罐的进口连接地热尾水进口，所述地热尾水进口和稳流罐的进口之间设置有第一流量计，所述稳流罐的出口连接地热回灌井，所述地热回灌井的井口处设置有密封回灌井口装置和井口压力表，所述稳流罐的出口和地热回灌井之间的依次设置有第一电控阀和第二流量计，所述氮气补偿装置通过氮气补偿管线分别连接至稳流罐内和地热回灌井内，本发明通过设置稳流罐将地热尾水进口处不稳定的压力转化为稳流罐内可控的压力，通过氮气补偿装置调节稳流罐与地热回灌井内的压力平衡，从而保证回灌系统稳态运行。

技术领域

本发明涉及地热开发领域，尤其是一种无负压地热回灌系统及回灌方法。

背景技术

地热尾水回灌是指将利用后温度下降的地热流体通过回灌井重新注入热储层的一项技术。地热尾水回灌对延长热田使用寿命、减少供热尾水排放对环境污染、预防因开采而引起地面沉降具有十分重要的意义。

按照流体注入储层的压力方式不同，地热尾水回灌方式可分为加压回灌和负压回灌。当回灌井含水层渗透性较差，地层吸水能力不能满足实际回灌需求时，依靠外力作用在回灌系统中增加压力，从而补偿地层的自然吸水能力，满足回灌需求。

当回灌井含水层渗透性较强，如岩溶裂隙型地热回灌井，该类型地热储层吸水能力往往远大于实际回灌需求，此时则采用负压回灌方式。由于负压回灌时，地层吸水能力大于系统尾水流量，常常造成供暖系统内形成真空柱，一方面影响供暖效果，另一方面对地热动态监测带来困难，比如回灌流量监测误差较大。由于常规的负压抑制器会导致空气进入回灌系统，进而导致回灌尾水水质发生变化，堵塞回灌通道，所以急需一种装置来保证回灌系统内压力平衡。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种无负压地热回灌系统及回灌方法，通过设置稳流罐将地热尾水进口处不稳定的压力转化为稳流罐内可控的压力，通过氮气补偿装置调节稳流罐与地热回灌井内的压力平衡，从而保证回灌系统稳态运行。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种无负压地热回灌系统，包括设置于地面上的稳流罐和氮气补偿装置，所述稳流罐的上部设置有稳流罐压力表，所述稳流罐的进口通过回灌管线连接地热尾水进口，所述地热尾水进口和稳流罐的进口之间的回灌管线上设置有第一流量计，所述稳流罐的出口通过回灌管线连接设置于地下的地热回灌井，所述地热回灌井的井口处设置有密封回灌井口装置和井口压力表，所述回灌井口装置上设置有井口压力表的安装口和回灌管线的安装口，所述稳流罐的出口和地热回灌井之间的回灌管线上依次设置有第一电控阀和第二流量计，所述氮气补偿装置通过氮气补偿管线分别连接至稳流罐内和地热回灌井内，所述氮气补偿装置和稳流罐之间的氮气补偿管线上设置有第二电控阀，所述所述氮气补偿装置和地热回灌井之间的氮气补偿管线上设置有第三电控阀，所述氮气补偿装置、稳流罐压力表、第一流量计、井口压力表、第一电控阀、第二流量计、第二电控阀和第三电控阀分别电性连接PLC中央控制器。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述密封回灌井口装置采用法兰与地热回灌井的井口连接且连接处密封处理。

本发明技术方案的进一步改进在于：一种带无负压地热回灌方法，包括如下步骤：

S1：地热尾水通过地热尾水进口进入后通过稳流罐的进口进入稳流罐，经过第一流量计测得稳流罐进口流量为Q₁；

S2：地热尾水在稳流罐下部聚集并依次通过稳流罐的出口、第一电控阀和第二流量计回灌至地热回灌井中，经过第二流量计测得稳流罐出口流量为Q₂；

S3：判断Q₁和Q₂的大小；当Q₁≠Q₂时，PLC中央控制器通过调节第一电控阀的开度，从而控制Q₁＝Q₂；