地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法与流程

本发明涉及地热开发相关，具体为地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法。

背景技术：

1、地热资源是蕴藏丰富且无污染的清洁能源，也是一种可再生能源。随着石油、煤炭等传统能源逐渐枯竭，合理开发利用地热资源，对缓解能源束缚和环境压力，促进能源结构调整和优化，提高经济增长的质量具有重要的意义，也是实现大力开发新能源，实现能源清洁发展、安全发展、环境友好发展和可持续发展的一项重要的战略举措；

2、地热资源在开采前，需要对地热流体的可开采热能进行估算，而现阶段并没有较为完善的估算方法，为此，本发明提出地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，所述地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法包括：

3、步骤一：地下水渗流与热量运移概念模型的建立过程，所述地下水渗流与热量运移概念模型的建立过程中，通过野外调查与试验研究结果，对地区水文地质条件、地下水动态特征、地下热水成因及地下水系统热量运移转化特征进行分析的基础上，建立地区地下水渗流与热量运移概念模型；

4、步骤二：数学模型的建立过程，所述数学模型的建立过程中，通过研究地区水文地质概念模型，建立研究区地下水渗流与热量运移三维耦合数学模型；

5、步骤三：计算机模型的建立过程，所述计算机模型的建立过程中，通过对上述数学模型进行分析，并借助地下水渗流和热量运移三维模拟评价软件系统feflow6.2，构建研究区地下水非稳定渗流与热量运移三维有限元可视化计算机模型；

6、步骤四：模型的识别、验证过程，所述模型的识别、验证过程中，通过对研究区开采井的初始水位、指定深度测温监测资料及实测地温增温规律，确定模型初始流场和初始温度场，并采用抽水试验的数据进行水位拟合，进而进行反演求证；

7、步骤五：地下热水开发利用方案规划过程，通过对各分区水文地质参数进行反演求证，并根据实验数据确定地下热水开发方案。

8、优选的，所述模型的识别、验证过程中用于对指定深度测温的装置包括：

9、检测球，所述检测球由外球体、内球体、外保护层和内保护层组合构成，所述外保护层设置在外球体的外侧壁上，所述内保护层设置在内球体的内侧壁上；

10、储料球，所述储料球设置在检测球的下方；

11、调压球，所述调压球设置在检测球的上方，所述储料球、调压球均由内球和外球组合构成，所述内球、外球体、内球体均由玻璃铸成，且内球、外球体之间为一体成型，所述外球体、内球体之间留有间隙；

12、外导电球，所述外导电球设置在外球体的内侧壁上，且外导电球上连接有一级导线；

13、内导电球，所述内导电球设置在内球体的外侧壁上，所述内导电球的外侧壁与外导电球的内侧壁之间并未接触，且内导电球、外导电球之间形成有流液腔，且内导电球上连接有二级导线；

14、所述一级导线、二级导线分别与电流计的正负极电信号连接。

15、优选的，所述储料球的内球之中储放有水银液，所述储料球的内腔通过一级连接孔与流液腔相连通，所述调压球的内腔通过二级连接孔与流液腔相连通，且储料球的内球之中注入有水银液。

16、优选的，所述一级导线、二级导线位于外保护层内部的线体部分上均包覆设置有玻璃层。

17、优选的，所述储料球的内球之中水银液在零摄氏度时的体积与内球的容积值相吻合，且流液腔的容积值为内球容积值的四分之一。

18、优选的，所述外导电球、内导电球均由铁铸成。

19、优选的，所述外导电球的外表面一体成型有外加固纹，所述内导电球的内表面一体成型有内加固纹，所述外加固纹一体成型在外球体之中，所述内加固纹一体成型在内球体之中。

20、优选的，所述外加固纹、内加固纹均由横向加固纹和纵向加固纹组合构成，所述横向加固纹、纵向加固纹均为截面呈大割圆的环形结构。

21、优选的，所述外保护层、内保护层、外球均由铁铸成，且外保护层、外球之间为一体成型，且外保护层的外表面、内保护层的内表面、外球的外表面均通过防锈涂层进行防锈处理。

22、优选的，所述外保护层、内保护层之间成型有通孔，且通孔对称设置有一组。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1.通过设置由地下水渗流与热量运移概念模型的建立过程、数学模型的建立过程、计算机模型的建立过程和模型的识别、验证过程、地下热水开发利用方案规划过程组合构成的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，从而有效的对地热水系统水量和温度进行预估测量，从而更好的针对不同开采区进行地热资源开采计划，从而更加充分的对地热资源进行开采；

25、2.并通过设置由检测球、储料球、调压球、外导电球和内导电球组合构成的测温装置，并通过在储料球之中注入水银液，并在内导电球、外导电球之间设置流液腔，从而利用水银液的热胀冷缩，以让流液腔之中水银液的体积发生变化，从而有效改变外导电球、内导电球之间的有效导电面积，从而引起电阻的变化，从而达到改变电流值的目的，从而达到对温度进行测量的目的，并且水银热敏值较高，从而有效提高了对温度的测量准确性。

技术特征：

1.地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法包括：

2.根据权利要求1所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述模型的识别、验证过程中用于对指定深度测温的装置包括：

3.根据权利要求2所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述储料球(2)的内球(10)之中储放有水银液，所述储料球(2)的内腔通过一级连接孔(14)与流液腔相连通，所述调压球(3)的内腔通过二级连接孔(15)与流液腔相连通，且储料球(2)的内球(10)之中注入有水银液。

4.根据权利要求3所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述一级导线(12)、二级导线(13)位于外保护层(8)内部的线体部分上均包覆设置有玻璃层。

5.根据权利要求4所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述储料球(2)的内球(10)之中水银液在零摄氏度时的体积与内球(10)的容积值相吻合，且流液腔的容积值为内球(10)容积值的四分之一。

6.根据权利要求5所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述外导电球(4)、内导电球(5)均由铁铸成。

7.根据权利要求6所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述外导电球(4)的外表面一体成型有外加固纹(17)，所述内导电球(5)的内表面一体成型有内加固纹(18)，所述外加固纹(17)一体成型在外球体(6)之中，所述内加固纹(18)一体成型在内球体(7)之中。

8.根据权利要求7所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述外加固纹(17)、内加固纹(18)均由横向加固纹和纵向加固纹组合构成，所述横向加固纹、纵向加固纹均为截面呈大割圆的环形结构。

9.根据权利要求8所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述外保护层(8)、内保护层(9)、外球(11)均由铁铸成，且外保护层(8)、外球(11)之间为一体成型，且外保护层(8)的外表面、内保护层(9)的内表面、外球(11)的外表面均通过防锈涂层进行防锈处理。

10.根据权利要求9所述的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，其特征在于：所述外保护层(8)、内保护层(9)之间成型有通孔(16)，且通孔(16)对称设置有一组。

技术总结
本发明涉及地热开发相关技术领域，具体为地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，所述地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法包括地下水渗流与热量运移概念模型的建立过程；数学模型的建立过程；计算机模型的建立过程；模型的识别、验证过程；地下热水开发利用方案规划过程；通过设置由地下水渗流与热量运移概念模型的建立过程、数学模型的建立过程、计算机模型的建立过程和模型的识别、验证过程、地下热水开发利用方案规划过程组合构成的地热水系统抽灌循环水量和温度模拟预测方法，从而有效的对地热水系统水量和温度进行预估测量，从而更好的针对不同开采区进行地热资源开采计划，从而更加充分的对地热资源进行开采。

技术研发人员：徐成华,于丹丹,骆祖江,李兆,刘刚,施威,赵倩,眭敏磊,牟浩然
受保护的技术使用者：江苏省地质矿产局第一地质大队
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11