一种含水层多分支径向井储能系统及方法

本技术实施例涉及地下含水层储能，具体涉及一种含水层多分支径向井储能系统及方法。

背景技术：

1、利用地下含水层储能是一项新的节能技术，是当前世界上解决能源危机、扩大能源资源的方法之一。含水层储能是利用地下岩层的孔隙、裂缝、溶洞等储水构造以及地下水在含水层中流速慢和水温变化小的特点，在冬季将冷水灌入储存，到夏季抽取使用；在夏季将热水灌入储存，到冬季抽取使用。

2、然而，由于含水层厚度和其他因素的影响，单个垂直井的储量通常不足以满足地表用户的需求。布置多口单井组成的井网系统虽然可以增大储能规模。但是，井网系统面临着管道设计复杂和成本巨大的问题。并且考虑到输送过程中的能量损耗，储能设施通常在人口密集区的附近，但井网的占地面积过大。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种含水层多分支径向井储能系统及方法，用以解决地下空间利用和能源回收效率问题。

2、本技术实施例为解决上述技术问题提供如下技术方案：

3、本技术实施例提供了一种含水层多分支径向井储能系统，包括：

4、至少两个井眼结构，每个所述井眼结构包括主井眼，以及与所述主井眼相连通的若干分支井眼；

5、至少两个管柱组件，所述至少两个管柱组件中的其中一个穿设在其中一个所述井眼结构内，所述至少两个管柱组件中的其余的管柱组件分别穿设在其余的所述井眼结构内；

6、换热结构，所述换热结构分别与所述至少两个管柱组件的顶端相连通；

7、驱动结构，所述驱动结构用于将至少一个所述井眼结构内的所述管柱组件中的流体经过所述换热结构进行热量交换后输送到其他所述井眼结构内的所述管柱组件内。

8、本技术实施例的有益效果：本技术实施例提供的含水层多分支径向井储能系统包括至少两个井眼结构、至少两个管柱组件、换热结构和驱动结构。其中，每个井眼结构包括主井眼，以及与主井眼相连通的若干分支井眼。至少两个管柱组件中的其中一个穿设在其中一个井眼结构内，至少两个管柱组件中的其余的管柱组件分别穿设在其余的井眼结构内。换热结构分别与至少两个管柱组件的顶端相连通，驱动结构用于将至少一个井眼结构内的管柱组件中的流体经过换热结构进行热量交换后输送到其他井眼结构内的管柱组件内。也就是说，管柱组件穿设在井眼结构内，每个井眼结构的主井眼用于容纳管柱组件，通过设置若干分支井眼增大井储的沟通面积、提高井眼结构的储能规格，减少设施的占地面积。换热结构与管柱组件相连，利用驱动结构将井眼结构中的流体输送至换热结构，以实现储能热量或冷量的利用。

9、在一种可能的实施方式中，每个所述管柱组件包括：管柱、集水器和回水器，所述集水器与所述管柱的顶端相连通，所述回水器套设在所述集水器上，且所述回水器与所述管柱相连通；

10、所述管柱插设在所述井眼结构中；

11、所述集水器用于将所述管柱中的流体汇集到所述管柱的顶端处；

12、所述回水器用于将经过所述换热结构进行热量交换后的流体汇集到另一管柱的顶端处。

13、在一种可能的实施方式中，还包括开关滑套，所述开关滑套套设在所述管柱上，且所述管柱上至少与每个所述分支井眼对应的位置套设一个所述开关滑套。

14、在一种可能的实施方式中，所还包括封隔器，每个所述分支井眼与所述主井眼连通位置的上下两端均设有所述封隔器；

15、相邻的两个所述封隔器之间设有所述开关滑套。

16、在一种可能的实施方式中，所述至少两个井眼结构包括第一井眼结构和第二井眼结构，所述第一井眼结构包括第一主井眼以及与所述第一主井眼相连通的若干分支井眼，所述第二井眼结构包括第二主井眼以及与所述第二主井眼相连通的若干分支井眼；

17、所述至少两个管柱组件包括第一管柱和第二管柱，所述第一管柱位于所述第一主井眼内，所述第二管柱位于所述第二主井眼内，且所述第一管柱与所述第二管柱的顶端通过管道相连通；

18、所述管道上设有所述换热结构和所述驱动结构；

19、含水层多分支径向井储能系统包括冷模式和热模式；

20、在含水层多分支径向井储能系统处于冷模式时，所述驱动结构用于将所述第一井眼结构内的所述第一管柱中的流体驱动并经过所述换热结构进行热量交换后输送到所述第二井眼结构内的所述第二管柱中；

21、在含水层多分支径向井储能系统处于热模式时，所述驱动结构用于将所述第二井眼结构内的所述第二管柱中的流体驱动并经过所述换热结构进行热量交换后输送到所述第一井眼结构内的所述第一管柱中。

22、在一种可能的实施方式中，部分所述主井眼的外周面上设有保温结构，所述保温结构位于靠近所述管柱组件朝向地面的一端；

23、所述保温结构包括套管和水泥环，所述套管位于所述管柱组件与所述水泥环之间。

24、在一种可能的实施方式中，每个所述分支井眼内设有防砂装置，所述防砂装置位于所述分支井眼与所述主井眼的连接处。

25、本技术实施例还提供了一种基于含水层多分支径向井的储能方法，采用上述含水层多分支径向井储能系统，包括：

26、钻取至少两个井眼结构，每个所述井眼结构贯穿含水层，且每个所述井眼结构包括主井眼，以及与所述主井眼相连通的若干分支井眼；

27、每个所述井眼结构内下放管柱组件，直至所述管柱组件的底端下至隔水层；

28、启动驱动结构进行注采作业，以使所述至少一个所述井眼结构内的所述管柱组件中的流体经过所述换热结构进行热量交换后输送到其他所述井眼结构内的所述管柱组件内。

29、在一种可能的实施方式中，所述钻取至少两个井眼结构，包括：

30、确定含水层位置；

31、对所述含水层进行钻取形成主井眼；

32、确定所述分支井眼与所述主井眼连接点的最大深度；

33、钻取分支井眼，并在所述分支井眼与所述主井眼连接处安装防砂装置，以对裸眼井壁进行支撑，以及在钻取的所述分支井眼的上方设置可钻桥塞进行暂堵；

34、向所述井眼结构内下入磨铣工具，以将可钻桥塞钻除。

35、在一种可能的实施方式中，所述启动驱动结构进行注采作业，包括：

36、含水层多分支径向井储能系统包括冷模式和热模式；

37、在含水层多分支径向井储能系统处于冷模式时，所述驱动结构将所述井眼结构中的第一井眼结构内的第一管柱中的流体驱动并经过换热结构进行热量交换后输送到所述井眼结构中的第二井眼结构内的第二管柱中；

38、在含水层多分支径向井储能系统处于热模式时，所述驱动结构将所述井眼结构中的第二井眼结构内的第二管柱中的流体驱动并经过换热结构进行热量交换后输送到所述井眼结构中的第一井眼结构内的所述第一管柱中。

39、除了上面所描述的本技术解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本技术提供的一种含水层多分支径向井储能系统及方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。