一种CCUS超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备的制作方法

本技术属于新能源发电，具体地说是一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备。

背景技术：

1、新能源储能技术可以按照不同的分类标准进行分类，按照储能介质分类，根据储能介质的不同，新能源储能技术可以分为以下几类：

2、物理储能技术：如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等；电化学储能技术：如锂离子电池、钠离子电池、液流电池等；热储能技术：如热泵储能、熔融盐储能等；氢储能技术：如氢燃料电池储能等；液冷储能：通过液体对流降低电池温度。散热效率、散热速度和均温性好，但成本较高，且有冷液泄露风险。适用于电池包能量密度高，充放电速度快，环境温度变化大的场合；

3、然而，在现有的储能领域中没有二氧化碳液冷储能地热循环发电项目，由于现有ccus技术实际上只能作为一项二氧化碳封存技术，并不具有经济性，给企业增加成本和负担，为此，本领域技术人员提出了一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备旨在将二氧化碳作为能源，以井下工程、液冷储能与物理储能相结合的全新零排放碳循环发电系统。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，以解决背景技术中提出的问题。

2、一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，包括三口u型水平井，井深7100米，垂深5000米水平段2100m，采用4开方式，其中一开为钻头钻至井深80m，下入导管建立井口；二开为钻头，至井深1100米，下入表层套管；三开为钻头至井深3900米，井眼下入技术套管；四开为钻头钻至完钻井深，下入产层套管。

3、优选的，所述产层套管为二氧化碳专用套管。

4、优选的，在244.5mm二氧化碳专用套管2100米水平段，对三口水平井水平段采用桥塞和分簇射孔联作二氧化碳分段干法压裂工艺，在不加砂和陶粒的二氧化碳干法压裂过程中，液态二氧化碳达到临界条件，相变为超临界状态。

5、优选的，所述二氧化碳干法压裂穿透岩石中互不连通的微孔隙，在井筒周围形成高孔隙压力区，并且超临界co2具有流动性和穿透能力，高压下产生射流效应，进行射流破岩，建立多裂缝的网状结构。

6、优选的，所述三口u型水平井分别设置为1号发电井、2号换热井和3号换热井，其中1号发电井井底与2号换热井井底距离100米，1号发电井井底与3号换热井井底距离100米，1号发电井井底进入2号3号换热井井底靶点500米形成地下储气库换热区，1号井与2号井井口距离4800米，1号井与3号井井口距离4800米。

7、优选的，所述二氧化碳干法压裂顺序为1号井、2号井、3号井，3口井地下水平段500米内地下储气库全部压串，共计二氧化碳干法压裂210段，并通过钻塞放喷对三口水平井进行试压。

8、优选的，按照梯温计算，地下5000米变质岩体温度在150-180度，在地下5000米变质岩层建造二氧化碳储气库，将捕集到的液态二氧化碳注入地下储气库。

9、优选的，火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力，所述工质采用液态二氧化碳。

10、优选的，使用2号换热井连续注入7天，地层温度连续失温，1号发电井井口气体温度由160度缓慢下降，控制在50度，井口压力保持在60mpa，此时2号换热井停止注入，启动3号换热井注入7天，交替连续注入维持储气库容量和压力保证储气库足够的膨胀温度，井口温度控制在50度，井口压力保持在60mpa，达到注采平衡。

11、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

12、本实用新型通过u型水平井将液态二氧化碳注入地下，低温高压的液态二氧化碳通过注入井进入地下水平段，经过射孔的井眼进入裂缝吸热，水平段分段压裂岩层裂缝是联通的，通过裂缝吸热变为中温高压气体由裂缝进入到变质岩层储气库，二氧化碳通过储气库裂缝与岩层再次接触并再次受热，由于注入泵持续注入加压，二氧化碳由超临界状态变成超超临界高压的气体，保持足够的压力，使井底水平段裂缝长期稳定打开状态，然后通过发电井管线输送到透平膨胀机中，透平膨胀机通过压力和流速调节驱动透平膨胀机转动，进而带动发电机发电，发电后透平膨胀机排放常温低压二氧化碳，再经管道进入净化干燥处理，进入液冷装置液化并空分提纯后再进入储存罐中，将储存罐液态二氧化碳通过管道、注入泵、换热井注入地下储气库中往复循环，形成全封闭零排放的朗肯循环发电系统。

技术特征：

1.一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：包括三口u型水平井，井深7100米，垂深5000米水平段2100m，采用4开方式，其中一开为钻头钻至井深80m，下入导管建立井口；二开为钻头，至井深1100米，下入表层套管；三开为mm钻头至井深3900米，井眼下入技术套管；四开为钻头钻至完钻井深，下入产层套管。

2.如权利要求1所述一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：所述产层套管为二氧化碳专用套管。

3.如权利要求1所述一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：二氧化碳干法压裂穿透岩石中互不连通的微孔隙，在井筒周围形成高孔隙压力区，并且超临界co2具有流动性和穿透能力，高压下产生射流效应，进行射流破岩，建立多裂缝的网状结构。

4.如权利要求1所述一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：所述三口u型水平井分别设置为1号发电井、2号换热井和3号换热井，其中1号发电井井底与2号换热井井底距离100米，1号发电井井底与3号换热井井底距离100米，1号发电井井底进入2号3号换热井井底靶点500米形成地下储气库换热区，1号井与2号井井口距离4800米，1号井与3号井井口距离4800米。

5.如权利要求3所述一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：所述二氧化碳干法压裂顺序为1号井、2号井、3号井，3口井地下水平段500米内地下储气库全部压串，共计二氧化碳干法压裂210段，并通过钻塞放喷对三口水平井进行试压。

6.如权利要求5所述一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：按照梯温计算，地下5000米变质岩体温度在150-180度，在地下5000米变质岩层建造二氧化碳储气库，将捕集到的液态二氧化碳注入地下储气库。

7.如权利要求6所述一种ccus超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，其特征在于：火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力，所述工质采用液态二氧化碳。

技术总结本技术属于新能源发电技术领域，提供了一种CCUS超超临界二氧化碳液冷储能地热循环发电设备，通过U型水平井将液态二氧化碳注入地下水平段，经过射孔的井眼进入裂缝吸热，通过裂缝吸热变为中温高压气体由裂缝进入到变质岩层储气库，二氧化碳通过储气库裂缝与岩层再次接触并再次受热，由于注入泵持续注入加压，二氧化碳由超临界状态变成超超临界高压的气体，使井底水平段裂缝长期稳定打开状态，通过发电井管线输送到透平膨胀机中，进而带动发电机发电，发电后透平膨胀机排放的常温低压二氧化碳，经过液化处理后将储存罐液态二氧化碳通过管道、注入泵、换热井注入地下储气库中往复循环，形成全封闭零排放的朗肯循环发电系统。技术研发人员：向东受保护的技术使用者：向东技术研发日：20231015技术公布日：2024/6/5