一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)，包括供水管、回灌水源管、回灌管、水溫調(diào)節(jié)箱，供水管一端設(shè)在開采井內(nèi)且連接開采潛水泵，開采井內(nèi)設(shè)有供水點(diǎn)溫儀，供水管上依次設(shè)有供水流量計(jì)、供水壓力表，供水管通過供水回水管與水溫調(diào)節(jié)箱連接，供水回水管與供水管之間設(shè)有供水截止閥；回灌管一端設(shè)在水溫調(diào)節(jié)箱內(nèi)且連接回灌潛水泵，另一端通過法蘭對(duì)接插入回灌井內(nèi)，回灌管上依次設(shè)有回灌溫度計(jì)、回灌壓力表、回灌流量計(jì)；回灌管通過回灌回水管與水溫調(diào)節(jié)箱連接，回灌回水管與回灌管之間設(shè)有回灌節(jié)制閥，回灌水源管一端插入水溫調(diào)節(jié)箱，另一端接水源地。該系統(tǒng)該系統(tǒng)將地質(zhì)地?zé)崤c回灌技術(shù)結(jié)合，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備簡單，無回?fù)P。
【專利說明】
一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于地質(zhì)開采設(shè)備，特別涉及一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地?zé)峄毓嗑褪堑責(zé)崃黧w利用后把水源(地下水、地表水、尾水)通過自然或人工加壓方式回注到開采的熱儲(chǔ)層中，它是解決過量開采地?zé)崃黧w造成地下水位持續(xù)下降與尾水排放造成環(huán)境污染的最有效方法。從1969年開始，環(huán)境意識(shí)較強(qiáng)的國家，如美國、日本、新西蘭、薩爾瓦多等，開展了地?zé)嵛菜毓喙ぷ?。?0年代初，我國逐步開展了地?zé)峄毓嘌芯抗ぷ鳎鸩教剿鞒鲈谔妓猁}巖和砂巖熱儲(chǔ)層內(nèi)，采用同層一采一灌、二采一灌和異層一采一灌等模式進(jìn)行的自然與加壓回灌試驗(yàn)。主要回灌技術(shù)有:
[0003]①真空回灌:在具有密閉裝置的回灌井中，利用真空虹吸作用，回灌水迅速地進(jìn)入栗管，破壞原有的壓力平衡，產(chǎn)生水頭差，在井的周圍形成水力坡度，從而克服阻力向含水層中滲透。適用于地下水位埋藏較深，滲透性良好的熱儲(chǔ)層。真空回灌設(shè)備包括:輸水管路、進(jìn)水管路、深井栗、壓力表、溫度計(jì)、控制閥、回?fù)P管路等。
[0004]②壓力回灌。在采用加壓栗加壓的情況下將水源注入回灌井進(jìn)行回灌，熱儲(chǔ)條件好、裂隙發(fā)育、位于斷裂帶附近的回灌井進(jìn)行回灌相對(duì)較容易，而熱儲(chǔ)條件差、裂隙不發(fā)育的回灌井進(jìn)行回灌相對(duì)較困難。壓力回灌設(shè)備包括:回灌井、壓力栗、流量計(jì)、壓力計(jì)、溫度計(jì)、控制閥門、栗房設(shè)備、進(jìn)水排水管路、開采井、回?fù)P管路等。
[0005]③無壓回灌，依靠回灌水位和靜水位之差(自然重力)進(jìn)行回灌，適用于地下水位較低，透水性能好，滲透系數(shù)較大的熱儲(chǔ)層。無壓回灌設(shè)備包括:輸水管路、流量計(jì)、壓力計(jì)、控制閥門、回?fù)P管路等。
[0006]上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足:
[0007]①真空回灌和無壓回灌需要保持整個(gè)管路密封性，操作和維護(hù)較為繁瑣。無壓回灌將攜帶大量氣泡，產(chǎn)生氣相阻塞，造成滲濾層細(xì)菌生長繁殖，影響入滲效果。
[0008]②目前層狀熱儲(chǔ)型地?zé)峄毓嗉夹g(shù)復(fù)雜，回灌井結(jié)構(gòu)、回灌工藝等均影響回灌效果，回灌過程中存在熱儲(chǔ)及井管的物理、化學(xué)阻塞，導(dǎo)致回灌能力逐步減弱，需要定期回?fù)P清洗。
[0009]③三種地?zé)峄毓嗉夹g(shù)多運(yùn)用于砂巖、泥巖或碳酸鹽熱儲(chǔ)層，熱儲(chǔ)巖石硬度較低，且熱儲(chǔ)均為層狀，主要運(yùn)用范圍為北京、天津、魯西北地區(qū)。缺乏專門針對(duì)花崗巖類帶(脈)狀構(gòu)造型熱儲(chǔ)的回灌技術(shù)，魯東地區(qū)地?zé)崽锘毓喱F(xiàn)處于空白階段。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種適用于花崗巖類帶狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)，該系統(tǒng)將地質(zhì)地?zé)崤c回灌技術(shù)結(jié)合，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備簡單，無回?fù)P。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)，包括供水管、回灌水源管、回灌管、水溫調(diào)節(jié)箱，其特征在于:供水管一端設(shè)在開采井內(nèi)且連接開采潛水栗，開采井內(nèi)設(shè)有供水點(diǎn)溫儀，供水管上依次設(shè)有供水流量計(jì)、供水壓力表，供水管通過供水回水管與水溫調(diào)節(jié)箱連接，供水回水管與供水管之間設(shè)有供水截止閥；回灌管一端設(shè)在水溫調(diào)節(jié)箱內(nèi)且連接回灌潛水栗，另一端通過法蘭對(duì)接插入回灌井內(nèi)，回灌管上依次設(shè)有回灌溫度計(jì)、回灌壓力表、回灌流量計(jì)；回灌管通過回灌回水管與水溫調(diào)節(jié)箱連接，回灌回水管與回灌管之間設(shè)有回灌節(jié)制閥，回灌水源管一端插入水溫調(diào)節(jié)箱，另一端接水源地。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)效果是:
[0013]I，延長地?zé)崽飰勖瑢?shí)現(xiàn)資源再生?；毓嗔黧w成為地?zé)崴Y源，達(dá)到資源再生的目的，維持地?zé)岬拈_采條件，使熱儲(chǔ)層得到保養(yǎng)，延長地?zé)崽锏膲勖?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)地?zé)豳Y源的有效保護(hù)，促進(jìn)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用方式從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。
[0014]2，增加經(jīng)濟(jì)效益。地?zé)崴鳛橐环N寶貴的自然資源，具有較高的價(jià)值，在價(jià)格上高于自來水，人工回灌補(bǔ)源后，可以提高地?zé)崴墓┙o量，增加熱水銷售收入。
[0015]3，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。采取回灌補(bǔ)源的方式循環(huán)利用地?zé)崮埽尚纬梢缘責(zé)崮茉礊樘厣木G色產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)酒店、溫泉度假村和旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，達(dá)到節(jié)能減排的作用，帶動(dòng)特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。
[0016]4，巨大環(huán)境效益。減少了煤炭、燃油等化石燃料的燃燒，減少了二氧化碳等溫室氣體的排放，有助于緩解溫室效應(yīng)，減少了燃煤所產(chǎn)生的廢碴等固體垃圾的堆放量，減輕了環(huán)境的負(fù)荷?；毓嘣谝欢ǔ潭壬暇S持了地下水水位，避免造成地下水漏斗或地面沉降等地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害，可以維持地?zé)崽镎w環(huán)境處于較良好的狀態(tài)。
[0017]5，該系統(tǒng)設(shè)備簡單，可操作性強(qiáng)，回灌效果穩(wěn)定。魯東獨(dú)特的地?zé)岬刭|(zhì)條件地?zé)崽锼杏木薮蟆o窮的熱能資源為地?zé)峄毓嗵峁┝藷嵩幢ＷC。本技術(shù)在魯東地區(qū)具有巨大的應(yīng)用前景和廣闊的平臺(tái)，對(duì)魯東地區(qū)地?zé)崽镞M(jìn)行大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化回灌具有指導(dǎo)意義。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)，包括供水管1、回灌水源管15、回灌管16、水溫調(diào)節(jié)箱18，其特征在于:供水管I一端設(shè)在開采井5內(nèi)且連接開采潛水栗7，開采井5內(nèi)設(shè)有供水點(diǎn)溫儀4，供水管I上依次設(shè)有供水流量計(jì)3、供水壓力表2，供水管I通過供水回水管20與水溫調(diào)節(jié)箱18連接，供水回水管20與供水管I之間設(shè)有供水截止閥6;回灌管16—端設(shè)在水溫調(diào)節(jié)箱18內(nèi)且連接回灌潛水栗17，另一端通過法蘭對(duì)接12插入回灌井13內(nèi)，回灌管16上依次設(shè)有回灌溫度計(jì)9、回灌壓力表10、回灌流量計(jì)11，回灌管16通過回灌回水管19與水溫調(diào)節(jié)箱18連接，回灌回水管19與回灌管16之間設(shè)有回灌節(jié)制閥14，回灌水源管15—端插入水溫調(diào)節(jié)箱18，另一端接水源地。
[0021]本實(shí)用新型工藝流程:流程:工作區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查-選擇回灌水源-物探-地?zé)峋@探-抽水試驗(yàn)-地溫梯度測(cè)量-回灌管路安裝-調(diào)節(jié)壓力、回灌水混合比例-特征離子與出水溫度閾值選擇-水位、水溫、水質(zhì)監(jiān)測(cè)。具體說明如下:
[0022]①地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查:對(duì)回灌場(chǎng)地進(jìn)行地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查，內(nèi)容包括:地形、地貌、地層巖性、熱儲(chǔ)巖性、斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀、水文地質(zhì)條件、已有地?zé)峋删Y(jié)構(gòu)、地下水水位埋深、地?zé)崴暗叵滤疁囟群退|(zhì)、單井涌水量(立方米/天)、每天實(shí)際開采量(立方米)等?；毓鄨?chǎng)地周圍是否存在豐富的地表水(河流、湖泊等)、地下水，以及地?zé)嵛菜欧帕亢臀菜|(zhì)污染情況。
[0023]②選擇回灌水源:回灌水源需滿足水量充足、水溫、水質(zhì)對(duì)原有地?zé)崴绊戄^小這幾個(gè)特征。若回灌場(chǎng)地附近存在豐富地下水、河水等，經(jīng)過水質(zhì)分析檢測(cè)后，水質(zhì)與地?zé)崴嘟瑒t采用地下水、河水作為回灌水源;若回灌場(chǎng)地附近存在大量地?zé)嵛菜?，?jīng)過水質(zhì)分析檢測(cè)后，水質(zhì)與地?zé)崴嘟?，受污染程度較小，一般建議采用處理后的地?zé)嵛菜鳛榛毓嗨础?br>[0024]③物探:采用電阻率聯(lián)合剖面法確定斷層的具體走向和位置，在構(gòu)造異常部位開展視電阻率測(cè)深工作。視電阻率聯(lián)合剖面測(cè)量線垂直于導(dǎo)水與導(dǎo)熱斷層方向布設(shè)，盡量沿工作區(qū)道路放線，避開障礙物和干擾點(diǎn)。對(duì)目標(biāo)地?zé)峋M(jìn)行視電阻率測(cè)井，確定巖石巖性、破碎程度、含水層厚度、孔隙度等。原理:電阻率與巖性、流體有密切關(guān)系，通過電阻率差異可劃分巖石巖性、井壁破碎程度、含水層厚度，一般火成巖電阻率較高，沉積巖電阻率較低，含較多金屬礦物的火成巖電阻率較低。含水層電阻率取決于其溶解巖的化學(xué)成分，溶液含鹽濃度和地層水的溫度，電阻率與含鹽濃度，及地層水的溫度成正比，溶解鹽的電離度越大，離子價(jià)越高，迀移率越大，地層水電阻率越小。巖石孔隙度越大，巖石電阻率就越低。
[0025]④地?zé)峋@探:經(jīng)過詳細(xì)的物探工作揭示地?zé)崽锏膶?dǎo)水?dāng)鄬雍蛯?dǎo)熱斷層產(chǎn)狀，導(dǎo)水?dāng)鄬幼呦蛞话銥楸蔽飨蚧蚪鼥|西向，傾向北東或西南，傾角大于60°，導(dǎo)熱斷層走向一般為北東向或北北東向，傾向北西或東南，傾角大于60°?90°。根據(jù)兩條斷層傾角、傾向、開采井熱儲(chǔ)埋深以及回灌井設(shè)計(jì)深度，計(jì)算回灌井與開采井距離?；毓嗑疃葢?yīng)大于開采井深度，使回灌水流經(jīng)沿導(dǎo)水和導(dǎo)熱交匯面過程中有足夠距離時(shí)間與地?zé)崴M(jìn)行熱量交換。
[0026]⑤抽水試驗(yàn):對(duì)地?zé)峋M(jìn)行完整井穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，按照《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》主要采用3個(gè)落程穩(wěn)定流抽水，在開栗抽水開始的第0、1、3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90、105、1201^11各觀測(cè)一次，以后每隔301^11觀測(cè)一次，穩(wěn)定后可適當(dāng)延長觀測(cè)時(shí)間，直至本次落程抽水試驗(yàn)結(jié)束，然后進(jìn)行下一個(gè)落程的抽水試驗(yàn)。水溫、氣溫每隔2小時(shí)同步觀測(cè)一次。采用136型液位儀測(cè)定井內(nèi)動(dòng)水位，用電磁流量計(jì)或堰箱測(cè)抽水流量。抽水過程中及時(shí)整理資料，繪制Q-S歷時(shí)曲線，確定水文地質(zhì)參數(shù)。
[0027]⑥地溫梯度測(cè)量:測(cè)溫時(shí)要求觀測(cè)點(diǎn)距為lm，且點(diǎn)間溫差不大于0.15°C ;取水段和地?zé)岢雎恫课患用苡^測(cè)；先自上而下觀測(cè)、后自下而上復(fù)測(cè)，取兩次觀測(cè)結(jié)果的平均值作為地溫值。
[0028]⑦回灌管路安裝:壓力回灌中，在回灌井口上依次安裝法蘭、流量計(jì)、壓力表、節(jié)制回水閥、潛水栗、調(diào)節(jié)水箱、輸水管?；毓嗨偷?zé)崴晒艿垒斔椭琳{(diào)節(jié)水箱。開采井下入潛水栗、點(diǎn)溫儀、液位儀。
[0029]⑧調(diào)節(jié)壓力、回灌水混合比例:在保證開采井出水溫度不影響地?zé)崴Ｊ褂玫那疤嵯?，壓力按?.05MPa增幅，從O依次增大至0.65MPa(根據(jù)實(shí)際回灌條件可繼續(xù)增加壓力或調(diào)整壓力增幅)。在同一個(gè)回灌壓力條件下，從高溫到低溫的順序依次調(diào)節(jié)回灌水(冷水與熱水)混合比例進(jìn)行回灌。
[0030]⑨特征離子與出水溫度閾值選擇:在回灌過程中需要選擇一種特征離子作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，時(shí)刻關(guān)注開采井出水溫度和水質(zhì)變化情況。特征離子選擇原則為:回灌水中不含該離子或濃度較小;地?zé)崴性撾x子濃度較高且出水穩(wěn)定;可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一般選擇I離子、F離子、Cl離子作為特征離子。
[0031 ] ⑩水位、水溫、水質(zhì)監(jiān)測(cè):每隔1min記錄觀測(cè)回灌水量、開采井水質(zhì)、水溫、水量、水位。水量水溫穩(wěn)定后逐漸延長時(shí)間間隔，每20min、30min、60min、120min觀測(cè)一次指標(biāo)參數(shù)。
[0032]以上實(shí)例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種花崗巖類帶脈狀構(gòu)造型地?zé)崽锏膲毫毓嘞到y(tǒng)，包括供水管、回灌水源管、回灌管、水溫調(diào)節(jié)箱，其特征在于:供水管一端設(shè)在開采井內(nèi)且連接開采潛水栗，開采井內(nèi)設(shè)有供水點(diǎn)溫儀，供水管上依次設(shè)有供水流量計(jì)、供水壓力表，供水管通過供水回水管與水溫調(diào)節(jié)箱連接，供水回水管與供水管之間設(shè)有供水截止閥；回灌管一端設(shè)在水溫調(diào)節(jié)箱內(nèi)且連接回灌潛水栗，另一端通過法蘭對(duì)接插入回灌井內(nèi)，回灌管上依次設(shè)有回灌溫度計(jì)、回灌壓力表、回灌流量計(jì)；回灌管通過回灌回水管與水溫調(diào)節(jié)箱連接，回灌回水管與回灌管之間設(shè)有回灌節(jié)制閥，回灌水源管一端插入水溫調(diào)節(jié)箱，另一端接水源地。
【文檔編號(hào)】F25B30/06GK205536681SQ201620160824
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月25日
【發(fā)明人】孫建明, 劉建霞, 付佳妮, 何鵬, 趙航
【申請(qǐng)人】青島地質(zhì)工程勘察院