美標(biāo)石油套管，國(guó)標(biāo)石油套管，俄標(biāo)石油套管，生產(chǎn)工藝區(qū)別，開(kāi)發(fā)干熱巖資源的原理是從地表往干熱巖中打一眼井(注入井),封閉井孔后向井中高壓注入溫度較低的水, 產(chǎn)生了非常高的壓力。在巖體致密無(wú)裂隙的情況下, 高壓水會(huì)使巖體大致垂直最小地應(yīng)力的方向產(chǎn)生許多裂縫。若巖體中本來(lái)就有少量天然節(jié)理, 這些高壓水使之?dāng)U充成更大的裂縫。當(dāng)然, 這些裂縫的方向要受地應(yīng)力系統(tǒng)的影響。隨著低溫水的不斷注入, 裂縫不斷增加、擴(kuò)大, 并相互連通, 最終形成一個(gè)大致呈面狀的人工干熱巖熱儲(chǔ)構(gòu)造(圖1)。在距注入井合理的位置處鉆幾口井并貫通人工熱儲(chǔ)構(gòu)造, 這些井用來(lái)回收高溫水、汽, 稱(chēng)之為生產(chǎn)井。注入的水沿著裂隙運(yùn)動(dòng)并與周邊的巖石發(fā)生熱交換, 產(chǎn)生了溫度高達(dá)200-300℃的高溫高壓水或水汽混合物。從貫通人工熱儲(chǔ)構(gòu)造的生產(chǎn)井中提取高溫蒸汽, 用于地?zé)岚l(fā)電和綜合利用。利用之后的溫水又通過(guò)注入井回灌到干熱巖中, 從而達(dá)到循環(huán)利用的目的,

　　干熱巖是一種地?zé)豳Y源。在學(xué)術(shù)界，干熱巖有時(shí)被稱(chēng)為“熱干巖”，其英文名稱(chēng)為“Hot Dry Rock”。干熱巖的分布幾乎遍及全球，用一些科學(xué)家的話(huà)說(shuō)，它是無(wú)處不在的資源。從理論上說(shuō)，隨著地球向深部的地?zé)嵩鰷?，任何地區(qū)達(dá)到一定深度都可以開(kāi)發(fā)出干熱巖，因此干熱巖又被稱(chēng)為是無(wú)處不在的資源。但就現(xiàn)階段來(lái)看，由于技術(shù)和手段等限制，干熱巖資源專(zhuān)指埋深較淺、溫度較高、有開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱巖體。目前干熱巖開(kāi)發(fā)利用潛力大的地方，是新火山活動(dòng)區(qū)，或地殼已經(jīng)變薄的地區(qū)，這些地區(qū)主要位于全球板塊或構(gòu)造地體的邊緣。

　　二、干熱巖的用途

　　1、干熱巖可用于發(fā)電

　　目前，人們對(duì)干熱巖的開(kāi)發(fā)利用，主要是發(fā)電。利用干熱巖發(fā)電技術(shù)可大幅降低溫室效應(yīng)和酸雨對(duì)環(huán)境的影響，且不受季節(jié)、氣候制約。而且將來(lái)利用干熱巖發(fā)電的成本僅為風(fēng)力發(fā)電的一半，只有太陽(yáng)能發(fā)電的十分之一。

　　干熱巖發(fā)電的基本原理是：通過(guò)深井將高壓水注入地下2000～6000米的巖層，使其滲透進(jìn)入巖層人工壓裂造出的縫隙并吸收地?zé)崮芰?span lang="EN-US">;再通過(guò)另一個(gè)專(zhuān)用深井(相距約200～600米左右)將巖石裂隙中的高溫水、汽提取到地面;取出的水、汽溫度可達(dá)150～200℃，通過(guò)熱交換及地面循環(huán)裝置用于發(fā)電;冷卻后的水再次通過(guò)高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用。整個(gè)過(guò)程都是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。

　　(1)

　　圖二 干熱巖發(fā)電原理圖

　　采熱的關(guān)鍵技術(shù)是在不滲透的干熱巖體內(nèi)形成熱交換系統(tǒng)。試驗(yàn)中，常用的地下熱交換系統(tǒng)的模式主要有三種。

　　最早的模式是美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提出的“人工高壓裂隙模式”，即通過(guò)人工高壓注水到井底，干熱的巖石受水冷縮作用形成很多裂隙，水在這些裂隙間穿過(guò)，即可完成進(jìn)水井和出水井所組成的水循環(huán)系統(tǒng)熱交換過(guò)程。

　　圖三 地?zé)犭p工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

　　第二種模式是英國(guó)卡門(mén)波礦產(chǎn)學(xué)校提出的“天然裂隙模式”，即較充分的利用地下已有的裂隙網(wǎng)絡(luò)。已有的裂隙雖然一方面阻止了人工高壓注水裂隙的發(fā)育，但另一方面當(dāng)人工注水時(shí)，原先的裂隙會(huì)變寬或錯(cuò)位更大，增強(qiáng)了裂隙間的透水性。在這種模式下，可進(jìn)行熱交換的水量更大，而且熱量交換更充分。

　　最新的模式，即第三種模式是在歐洲蘇爾茨(Soultz)干熱巖工程中由研究人員提出來(lái)的“天然裂隙-斷層模式”。這種模式除了利用地下天然的裂隙，而且還利用天然的斷層系統(tǒng)，這兩者的疊加使得熱交換系統(tǒng)的滲透性更好。該模式的最大優(yōu)勢(shì)也是最大的挑戰(zhàn)，即不需通過(guò)人工壓裂的方式連接進(jìn)水井和出水井，而是通過(guò)已經(jīng)存在的斷層來(lái)連接位于進(jìn)水井和出水井之間的裂隙系統(tǒng)。

　　因?yàn)楦蔁釒r發(fā)電既不像火電那樣，向大氣排放大量的二氧化碳等溫室氣體、粉塵等氣溶膠顆粒物;而且也不像水電那樣，因水壩的修建而破壞局部乃至整個(gè)河流的生態(tài)系統(tǒng)以及在水電廠周?chē)鸶鞣N程度不一的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。因此，干熱巖發(fā)電幾乎完全擺脫了外界的干擾。目前，已有部分國(guó)家建設(shè)了試驗(yàn)性干熱巖發(fā)電廠，但規(guī)模普遍較小，因此尚未形成商業(yè)規(guī)模。

　　2、干熱巖用于供暖

　　干熱巖因其得天獨(dú)厚的較高溫度，一旦成功開(kāi)采出來(lái)，將是冬季供暖的良好熱源。但因其造價(jià)較高，對(duì)于面積較小的建筑供暖，高昂的成本是一般人難以承受的。因此，用干熱巖技術(shù)來(lái)進(jìn)行集中供暖是比較合適的選擇。

　　如我國(guó)陜西四季春清潔熱源股份有限公司的干熱巖供熱技術(shù)，目前已成功在陜西省內(nèi)進(jìn)行了商業(yè)應(yīng)用。據(jù)其施工安裝的干熱巖供熱示范項(xiàng)目——長(zhǎng)安信息大廈2013年供暖季的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，干熱巖供熱這一技術(shù)在該項(xiàng)目的住宅及商業(yè)供熱面積共計(jì)3.8萬(wàn)平方米中的供熱效果良好。

　　干熱巖供暖技術(shù)是通過(guò)鉆機(jī)向地下2000~4000m深度高溫巖層鉆孔，在孔中安裝一種密閉的金屬換熱器，將地下深層的熱能導(dǎo)出，并通過(guò)地源熱泵系統(tǒng)向地面供暖的新技術(shù)。干熱巖供暖技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)突破用地制約，在受熱建筑物附近向地下鉆孔，不需建市政配套管網(wǎng)，具有普遍適用性;

　　(2)只抽取地下熱能，不需要取地?zé)崴?，保護(hù)水資源。

　　(3)綠色環(huán)保，無(wú)廢氣、廢液、廢渣等任何污染物排放。

　　(4)節(jié)能減排效果明顯。如果在一個(gè)采暖季(4個(gè)月)，以100萬(wàn)平米建筑為例，與燃煤鍋爐相比，干熱巖供熱可替代標(biāo)煤1.6萬(wàn)噸，減少CO2排放量4.3萬(wàn)噸，減少SO2排放量136噸。