一种地热深层开采的新方法

技术领域

本发明涉及一种地热深层开采的新方法，属于地热利用技术领域。

背景技术

地热是一种清洁能源，地热能是来源于地球上最深处的热能，它始于地球上的熔化熔岩和放射性元素的核衰变。地表水的最深处循环系统和来源于极最深处的熔岩入侵到地球内部后，把发热量从地底最深处带至近表面。

地热能的储藏量非常大，要想很好的利用地热能取决于是否有合适的技术将这种资源开发出来。

地热开采现有技术主要是用钻井机钻井，先勘探，再钻井，探出有地热水的地方，地热田，打井开采；勘探井的成功率只有25%，成功井实施以后成功率才提高到60%—70%。其方法为，一次打两眼井，一口是出水井，一口是回灌井。有的井回灌有难度，有的两个井地下不通，回灌不了，干热岩型、蒸汽型，有公司打姊妹井，给井下加高压，把井下岩石压开，也有用爆破法将井下岩石炸开，但效果不理想；非地热地区的地方，没有开采，因在深层，地下没有水，开采难度大，开采不了。

发明内容

本发明提供了一种地热深层开采的新方法，解决了传统的钻两眼井，一口是出水井、一口是回灌井，井下不通水无法开采的难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地热深层开采的新方法，本方法包括回水隧道、“S”型多连隧道和出水隧道，本方法采用微型盾构机进行施工，先以35°—40°的角度向下挖掘回水隧道，一直挖掘到地热温度需要的温度，再水平挖掘“S”型多连隧道，“S”型多连隧道挖掘到所需长度后，再按35°—40°的角度向上挖掘出水隧道，直至挖出地面出洞完工。出水隧道和换热站连接。换热站的冷水直接进入回水隧道。

本发明将传统的分散开采变成组合和整体开采，一次挖掘出水井10眼至20眼及同等数量的回灌井。

进一步地，微型盾构机的施工直径为2-2.90米；

进一步地， 在回水隧道和出水隧道中均设有角度齿条防滑轨道，角度为35°—40°；

进一步地，在“S”型多连隧道中设有无齿条轨道；

进一步地，微型盾构机隧道管片采用水泥混凝土管片，上面设有内外进水口；

进一步地，隧道采用隔热材料制成，隔热材料耐温要达到150°以上；

进一步地，“S”型多连隧道长度为500-4000米，宽度为350-400米。

本发明的有益效果是：本发明很好地开采了地热能，节约了地球上的资源，地热是一种清洁能源，地热储量大，本发明的实施不仅环保，更是解决了人类能源方面的大问题。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图。

图2为本发明的局部剖视图。

图3为角度齿条防滑轨道示意图。

图中标号：

1、回水隧道，2、“S”型多连隧道，3、出水隧道，4、换热站，5、角度齿条防滑轨道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

一种地热深层开采的新方法，本方法包括回水隧道1、“S”型多连隧道2和出水隧道3，本方法采用盾构机进行施工，先以35°—40°的角度向下挖掘回水隧道1，一直挖掘到地热温度需要的温度，再水平挖掘“S”型多连隧道2，“S”型多连隧道2挖掘到所需长度后，再按35°—40°的角度向上挖掘出水隧道3，直至挖出地面出洞完工。出水隧道3和换热站4连接，换热站的冷水直接进入回水隧道1。

在回水隧道1中设有角度齿条防滑轨道5，角度为35°—40°。

在“S”型多连隧道2中设有无齿条轨道。

实施例1

采用微型盾构机施工：

先以35°—40°的角度向下挖掘回水隧道1，一直挖掘到地热温度需要的温度，再水平挖掘“S”型多连隧道2，“S”型多连隧道2挖掘到所需长度后，再按35°—40°的角度向上挖掘出水隧道3，直至挖出地面出洞完工。出水隧道3和换热站4连接，换热站的冷水直接进入回水隧道1。 供热用户的水和换热站连接。

理论数据计算：

以隧道最深处采热平面高度是3500米、“S”型多连隧道长7000米为例。

工程隧道总长为19600米，总投资为6781.6万元，工程有效采热体积为26950立方米。

现在一眼井的供热面积为6万平方米，按每户75平方计算，一眼井可供热800户，按每户每天750公斤水计算，一眼井每天可供水600吨。按8眼井计算，每眼井的费用为423.85万元，工程总投资为6781.60万元，投资回收年限为4.7年。

实施例2

采用微型盾构机套钻法施工：

用2.7—2.9米的大口径微型盾构机，先按35°—40°角度向下挖掘回水隧道1，挖掘到地热需要的温度后，停机，拆除洞内的进水管道、空气管道、隔热材料之后，再用小直径微型盾构机，盾构机直径为2-2.1米，进入隧道，盾构机前后盾安装限位轮，盾构机行进到需要的深度后出洞，横向按设计方案挖掘“S”型多连隧道2，平行或先坡后平行挖掘“S”型多连隧道2，再两次横向交叉进出大隧道，这样可以减少运渣车的里程，“S”型多连隧道2完成后，再进入大隧道，从大隧道出地面。

此方法采用两台或三台盾构机前后施工，增加了工程的施工长度，减少了运料车里程，缩短了工期。

理论数据计算：

套钻法施工，经理论数据计算设计一项套钻工程，按出水井18眼、回灌井18眼，每眼井的费用为320 万元，工程总投资为11533.50万元，投资回收年限为4年左右。

结论：

本方法一次投资长期回报，能源环保，改善了人类的生存环境。