專利名稱：提取地熱能量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提取地熱能量的方法和裝置，確切地說是將地下的熱能通過空氣流動直接引到地面上。
眾所周知，地球內(nèi)部的熱能資源是極為豐富而且取之不盡的，目前在利用地熱能量方面主要是發(fā)電，例如將地下的干蒸汽引入汽輪發(fā)電機組來發(fā)電，或是利用地熱能量加熱低沸點的有機化合物液體(如氮乙烯、異丁烷等)使其沸騰汽化，然后將氣體引入汽輪發(fā)電機組發(fā)電。更為普遍的是利用地熱形成的熱海水作為發(fā)電機組的原材料?？傊孛嫔弦呀ㄓ懈鞣N各樣的地熱發(fā)電廠，這些發(fā)電廠從地下深處提取熱量呈熱水或蒸汽狀態(tài)流過含有大量地熱的巖層，也就是提取地下的天然熱水或蒸汽。但有時可能產(chǎn)生一種極毒的冷凝物以致同時對環(huán)境形成嚴重的污染。較為安全的方法是借助于熱泵來形成介質(zhì)循環(huán)，實際上的做法是使用用具有很大表面積、設(shè)在較淺深度地下的換熱器，盡管此時地熱梯度較小，例如平均為3℃／100米，但仍可獲得適當?shù)男?，由于熱泵裝置的結(jié)構(gòu)限制，使傳熱介質(zhì)和地熱能量之間的表面接觸面積較小，從而使這類工廠的效率也受到限制。
隨著人們生活素質(zhì)的提高，對于自然界現(xiàn)有能源的進一步深入開發(fā)以提高其利用率來滿足社會上各方面不斷增長的需要已成為當前有關(guān)專業(yè)界最熱切關(guān)注的研究課題。
本發(fā)明的主要目的在于提出一種簡易可行的提取地熱的方法和裝置，使傳熱介質(zhì)和地熱能量之間有效的表面接觸面積大為增加，從而使其形成的干熱空氣循環(huán)具有高的換熱效率而且有利于被汽輪發(fā)電機組所引用。
實施本發(fā)明上述目的而采取的技術(shù)方案包含下述步驟深入地下打一鉆孔，至其深度相當于地熱梯度約為10℃／100米；對該鉆孔底部用爆破擴大鉆孔區(qū)在周圍巖層形成許多裂縫和滲透通道；用高壓水沖洗鉆孔區(qū)以清理出其內(nèi)碎石或巖塊；再深入地下打鉆孔，其深度可按需選定；對該鉆孔底部用爆破擴大鉆孔區(qū)在周圍巖層形成許多裂縫和滲透通道；用高壓水沖洗鉆孔區(qū)以清理出其內(nèi)碎石或巖塊；用高壓向鉆孔擴大區(qū)周圍巖層裂縫和滲透通道注入一種導熱槳料，其中該槳料包含水、水泥、硅膠和其中任一種，例如銀、銅或鋁的金屬粉并使其硬化；將一U形管插入該鉆孔內(nèi)，使其接近所述鉆孔底部擴大區(qū)，其中U形管由一進氣管、一出氣管和一連接管組成；往該鉆孔內(nèi)灌注較稀導熱槳料至其上部爆破擴大區(qū)，其上至地面在進氣管與出氣管之間用絕熱材料隔開，灌注一般水泥槳料固定，最后在地面上形成一進氣口和一出氣口。
在選定鉆孔位置時應(yīng)先勘探查明該處地熱蘊藏量情況以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)是巖層，這樣才能以低成本獲取高效益。
此外，實際使用時以至少打出兩個鉆孔為宜，其內(nèi)各設(shè)置一個U形管以利于交替使用。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明方法的一個實施例作進一步的說明。


圖1表示本發(fā)明方法的鉆孔和管路配置示意圖。
由圖1可知，按本發(fā)明方法在地面上設(shè)有一進氣管1的常壓空氣進氣口和一出氣管2的干熱空氣出氣口，這兩個口分別與一壓氣機和一抽氣機連接，使空氣在該U形管內(nèi)形成流動與其周圍地熱提供的熱能進行熱交換吸收其熱能而排出地面，即由該U形管對空氣形成一加熱循環(huán)，為汽輪發(fā)電機組提供能源。其中U形管由一進氣管1、一出氣管2和一連接管3組成，其構(gòu)件之間連接可用螺紋連接、法蘭連接或焊接。
由圖1可知，本發(fā)明方法的主要工作量是向地下鉆孔，設(shè)有兩個爆破擴大區(qū)4，巖層周緣、裂縫和滲透通道6用高壓灌注導熱槳料5，上爆破擴大區(qū)4以下部位灌注較稀的導熱槳料7，上爆破擴大區(qū)4以上部位至地面出氣管2外設(shè)有隔熱材料8，最后在該U形管和鉆孔之間灌注一般水泥直至地面固定。
權(quán)利要求
1．一種提取地熱能量的方法和裝置包含下列步驟深入地下打一鉆孔，至其深度相當于地熱梯度約為10℃／100米；對該鉆孔底部用爆破擴大鉆孔區(qū)在周圍巖層形成許多裂縫和滲透通道；用高壓水沖洗鉆孔以清理出其內(nèi)碎石或巖塊；再深入地下打鉆孔，其深度可按需選定；對該鉆孔底部用爆破擴大鉆孔區(qū)在周圍巖層形成許多裂縫和滲透通道；用高壓水沖洗鉆孔區(qū)以清理出其內(nèi)碎石或巖塊；用高壓向鉆孔擴大區(qū)周圍巖層裂縫和滲透通道注入一種導熱槳料，并使其硬化；將一U形管插入該鉆孔內(nèi)，使其接近所述鉆孔底部擴大區(qū)；往該鉆孔內(nèi)灌注較稀導熱槳料至其上部爆破擴大區(qū)，其上至地面在進氣管與出氣管之間用絕熱材料隔開，并灌注一般水泥槳料固定，最后地面上形成一進氣口和一出氣口。
2．按權(quán)利要求1所述的提取地熱能量的方法和裝置，其特征在于，所述導熱槳料包含水、水泥、硅膠和其中任一種，例如銀、銅或鋁的金屬粉。
3．按權(quán)利要求1所述的提取地熱能量的方法和裝置，其特征在于，所述U形管由一進氣管、一出氣管和一連接管組成，其中構(gòu)件之間連接可用螺紋連接、法蘭連接或焊接。
全文摘要
一種提取地熱能量的方法和裝置包含下列步驟:深入地下打一鉆孔,用爆破使其底部擴大并在周圍巖層形成許多裂縫和滲透通道,用高壓水清理出其內(nèi)碎石或巖塊,繼續(xù)往下鉆孔重復擴大底區(qū)和清理出碎石或巖塊,用高壓向鉆孔周圍巖層、裂縫和滲透通道灌注導熱漿料,硬化后插入一U形管,灌注稀導熱漿料至上擴大區(qū),其上至地面在出氣管與進氣管之間用絕熱隔開,再灌注一般水泥漿料固定,最后地面上形成一進氣口和一出氣口,可借此對汽輪發(fā)電機組發(fā)電提供能源。
文檔編號F24J3/08GK1206097SQ97115120
公開日1999年1月27日 申請日期1997年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月23日
發(fā)明者余新河 申請人:余新河