地热井下水位方案资料

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资源描述

地热井,指的是井深3500米左右的地热能或水温大于30℃的温泉水来进行发电的方法和装置,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。2010年3月12日在北京市大兴区凤河营村成功打出一口地热井,经过测量温度达到103℃,打破了北京地热出水温度的纪录,成为北京首个中温地热井。1、中国有的地方地热井出现过平均年水位下降10m左右甚至更多的状况。掠夺破坏性开采导致长期利用难以为继。2、防腐问题地热对金属腐蚀是普遍存在的而且很严重。地热水中最常出现起主要作用的腐蚀成分是氯(CL)和溶解氧(0:)。氯离子半径小,穿透能力强,因此容易穿过金属表面已有的保护层造成对碳钢、不锈钢及其他合金强烈的缝隙腐蚀、孔蚀与应力腐蚀等。3、氯离子对金属的腐蚀作用还与温度有关,60cc的地热水CL一含量仅只200rTlg/L时,也会使不锈钢产生局部腐蚀,温度越高腐蚀作用越强。在地下深层地热水自然状态下通常不含02,流出地面后空气中的0:会溶入地热水,溶解氧也是地热水中最常见最重要的腐蚀性物质。技术开发1、集成创新:即地核原子炉和发电机+地幔地壳的热岩层+石油钻探式钻地热井+工质优选+蒸汽发电机+发电机=6因素集成。2、工作循环简单:即工质吸热变工质蒸汽→蒸汽机作功→联动发电机发电。3、井水闭式循环:即地热井水在井内闭式循环,不必抽到井外。4、工质闭式循环:即工作介质按工质贮罐→井炉换热→蒸汽机→冷却→回到工质贮罐,是全封闭的循环,不会泄漏。5、热功转换效率高:即采用相变传热和换热,又低温工作的蒸汽发电机,故一般每孔地热井装机在1500~3000KW。6、建厂成本低:即一般约0.8亿元/万KW,低于核电的2.2亿元/万KW或秸杆发电的2亿元/万KW。地热资源有资料显示,地热资源受到世界各国的重视。国际能源专家普遍认为,预计到2100年,地热利用将在世界能源总值中占30%~80%。欧美等国都将地热列为优先开发利用的替代型能源,冰岛85%的住宅都利用地热供暖,美国的地热装机和地热发电量在世界上独占鳌头。对中国而言目前最为迫切的,是要把地热作为一种替代能源利用。过去人们认为,25℃以下不叫温泉,没有利用价值。人们发现通过热泵技术,北京浅层的5℃~6℃的地下水都可以利用。和燃煤、石油等能源相比,地热不仅清洁,而且能反复利用,属于可再生资源。深层地下水有其自身的循环系统,一部分热水被抽上来之后,会从远方不断地得到补给,从这个意义上说,地热资源是取之不尽、用之不竭的。但是由于近几年来各地超采地热严重,造成一些地区地质沉降。郑克棪强调,在利用好地热水的同时,必须进行回灌,用过的热水经处理后,重新注回到含水层中,可提高再生的性能,这样才可使含水层不枯竭。国际上普遍采用这种方法,例如,巴黎大量开采地热供暖,但由于100%的回灌,水位并没有下降。近几年来中国一些地热利用规模较大的城市,已经制定了回灌率标准,天津市要求新建地热工程达到100%回灌,北京也作出相同的规定。当地首先要做好自己的发展规划,是准备发展旅游度假,还是发展房地产开发,亦或重点发展农业、养殖业,然后根据发展规划,制定出对地热资源的利用方案。地热钻井主要分为地质探井、探采结合井、开采井(生产井)、回灌井(注水井)四大类型,那么这几种地热井之间有什么不同呢?湖北地大热能科技有限公司钻井部工程顾问为我们道出其中的原理:一、地质探井:主要用于了解勘探区有关地层剖面结构、厚度、埋藏深度。以及断裂构造等情况。多用于基本地质情况不明,勘探风险很大的地区。通常采用井径较小的取心钻进,但最好也能进行简单的抽水试验。二、探采结合井:通过地球物理勘探、资料收集和综合分析,认为勘探区具有地下热储的形成条件,但还有某些重要资料有待查明,多布置钻采结合井。井径要求较大,表层套管部分应满足下放潜水泵对泵室的要求。根据所存在的地质问题,可分段取少量岩心。三、开采井:当一个地区已经发现了地热田,并且控制了其范围,在地热田范围内按照合理的井距,以开采地热资源为目的的钻井,由于热储层的位置等都比较明确,因此,对录井工作的要求低,不需要取心。四、回灌井:随着地热田的开发,产水层的水位会逐渐下降。如果水位严重下降,则会对地热田的开发带来威胁,热别是热储层为封存水或者开采量明显大于自然补给量的地热田。因此,需要打注水井将水回灌到热储层中,以保持热储层的热量和水位,使地热田能够长期稳产。湖北地大热能在地热勘察过程中,采用“探采结合”的方式,地热地质勘查钻孔能成井开采利用的,按成井技术要求实施,除此以外,地热开采井的钻井地质编录、测井、完井试验与地质资料,也按照地址勘察要求,进行地热地质资料全面收集。地大热能立足地热能开发的前沿科技,为地热能的利用,提供专业可靠的地热钻井,不断探索大地能量,推动着地热能这种新能源的发展和人类的进步。国内外传统的现场水位测量系统不能满足各种工况的地热井水位的测量,I.传统的地热井水位测量系统的原理是以电流表观察直流电流的通断;一极连接地热井井壁,另一极为测线;当测线的一极接触到水面,电流表表针变动时,人为观察下线长度,此长度即为水位值。采用这样的单极下线与直流电流测量,由于该下线电极与地热井管壁(地热井测管深度〉IOOm时,测管呈弯曲状)很容易接触金属管壁,造成误判水位值;同时采用直流测量原理,电极容易极化,也会造成测量误判。2.传统的地热井水位测量系统的地热井水位值由于是测量人员间接观测电流表的变化得出的,数据准确度差,同时水位数据需要人工记录。3.传统的地热井水位测量系统不含地热流体温度的测量,因此测量人员需要两次下线工作,才能完成测量地热井的水位和水温工作,地热流体温度值也是由测量人员观测得出的,因此地热流体温度数据也需要人工记录。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种地热井水位一温度数字测量系统。I.针对传统的地热井水位测量系统原理的缺陷(以电流表观察直流电流的通断;一极连接地热井井壁,另一极为测线;当测线的一极接触到水面,电流表表针变动时,人为观察下线长度,此长度即为水位值。采用这样的单极下线且直流电流测量,由于该下线电极与地热井管壁(地热井测管深度〉100m,测管呈弯曲状)很容易接触金属管壁,造成误判水位值;同时采用直流测量原理,电极容易极化;也会造成测量误判。)研制一种内含双探针开放式绝缘硬质圆形护套作为水位测量传感器(见图1),避免了下线电极与地热井管壁弯曲处的接触;研制过零脉冲源和脉冲电位检测模块,当内含双探针开放式绝缘硬质圆形护套作为水位测量传感器与水面接触时,脉冲检测模块通过测线可以接收到脉冲波,发出接触到水面的信号。研制过零脉冲源的另一个原因是防止电极的极化现象,使测量传感系统保持高的灵敏度。2.针对传统的地热井水位测量系统的水位值由于是测量人员间接观测电流表的变化得出的,数据准确度差,同时水位数据需要人工记录的缺陷。研制电子下线长度计数器、水位传感器的接口控制器与水位数据传输口,水位数据库软件,数据库记录包括测量日期、时间、地热井井号和名称、水位值。3.针对传统的地热井水位测量系统不含地热流体温度的测量,因此测量人员需要两次下线工作,才能完成测量地热井的水位和水温工作,地热流体温度值也是由测量人员观测得出的,因此地热流体温度数据也需要人工记录的缺陷。研制在同一水位测线上加装一个军品级的测温传感器,研制测温传感器的接口控制器与测温数据传输口,地热井水温度数据库软件,数据库记录包括测量日期、时间、地热井井号和名称、,地热井水温度值。3.为了测量便捷,研制一种与测量系统控制器相连的蜂鸣音模块,以便测量人员在下线过程中无需观测仪表盘(传统的测量装置为电流表),当传感器接触到水面时,蜂鸣器停止工作,提示下线人员停止下线,水位和水温的数据采集、数据库记录等其余工作均由系统自动完成。本实用新型的技术方案是一种地热井水位-温度数字测量系统,其特征在于有一个伸入井内的绝缘硬质圆形密封护套,其密封在绝缘硬质圆形护套内有温度传感器和双探针,温度传感器通过导线连接井上的微控制器,其双探针一个探针连接井上的脉冲发生器,另一个探针连接井上的脉冲检测器;绝缘硬质圆形密封护套外连接缆绳,缆绳另一端连接在绞盘上,绞盘外设置位移传感器,位移传感器连接长度计数器;脉冲发生器、脉冲检测器、和长度计数器分别连接微控制器,微控制器连接计算机,微控制器连接蜂鸣器。本实用新型效果是由于有一个伸入井内的绝缘硬质圆形密封护套,很好地保护伸入井下的探测器和传感器,保证探测准确。本系统通过绞盘转动可以准确地测量井内水面深度,温度。同时可测量井内不同深度的温度。方便、快捷、准确。

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