一种二氧化碳地下注入装置专利检索-在天然或人造洞穴或地下室内贮存液体（改建矿井巷道或硐室用于贮存目的特别是用于贮存液体入E21F17/16）短距离如货栈仓库或工厂内物件的辅助人工输送装置专利检索查询-专利查询网

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一种二氧化碳地下注入装置
申请号	CN202411128024.5	申请日	2024-08-16	公开(公告)号	CN118757677A	公开(公告)日	2024-10-11
申请人	中国矿业大学;			发明人	田钰琛; 郑司建; 平立华; 汤楷; 王慧军; 武昕普; 张琳; 王可新; 巫修平; 刘世奇; 桑树勋; 皇凡生; 刘晓斐; 周效志; 刘统; 韩思杰;
摘要	本发明公开了一种二氧化碳地下注入装置，包括设置于地面上的多口注入机构、与多口注入机构的输出端连通的多段式自密封对中注入井，注入井由依次伸入钻井的多段对中玻璃钢管组成，相邻两端对中玻璃钢管之间设置有密封结构；玻璃钢管与钻井内壁之间灌注有混凝土浆。本发明采用上述结构的二氧化碳地下注入装置，通过采用带动密封结构的对中玻璃钢管代替传统的铸铁管，极大提高了抗腐蚀性能和密封性能，有助于二氧化碳高效注入咸水层。
权利要求	1.一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：包括设置于地面上的多口注入机构、与多口注入机构的输出端连通的多段式自密封对中注入井，注入井由依次伸入钻井的多段对中玻璃钢管组成，相邻两端对中玻璃钢管之间设置有密封结构；玻璃钢管与钻井内壁之间灌注有混凝土浆。 2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：密封结构包括固定于对中玻璃钢管一端的插入环、开设于对中玻璃钢管另一端的环形插入槽以及设置于环形插入槽内壁的多层密封凸起，密封凸起为柔性树脂；相邻两段对中玻璃钢管之间依次经插入环和环形插入槽插接，且经密封凸起密封连接。 3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：柔性树脂为多孔结构。 4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：对中玻璃钢管包括玻璃钢管本体以及围绕玻璃钢管本体圆周侧均匀布置的多个对中组件，对中组件包括一端固定于玻璃钢管本体外圆周侧的内侧气腔和固定于内侧气腔另一端的外侧气腔，外侧气腔滑动设置于内侧气腔内部；相邻两个对中组件的内侧气腔与外侧气腔经软管交错连通。 5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：外侧气腔背离内侧气腔的一侧垂直转动连接有导向轮，导向轮与钻孔内壁贴合。 6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：多口注入机构包括围绕注入井设置的多个注入单元，每个注入单元均包括注入管和设置于注入管上的加压泵，注入管的一端设置有快接头，另一端与注入井的圆周侧连通，且加压泵与注入井之间设置有单向流通组件。 7.根据权利要求6所述的一种二氧化碳地下注入装置，其特征在于：单向流通组件包括固定于注入管内壁上的环形阻挡环、开设于环形阻挡环上的流通孔、对准流通孔设置于注入管内部的阻挡球，阻挡球和环形阻挡环沿二氧化碳注入的方向依次布置于注入管内部；阻挡球还经复位弹簧与注入管内壁连接，阻挡球与注入管内壁之间留有移动余量。
说明书全文	一种二氧化碳地下注入装置技术领域 [0001] 本发明涉及二氧化碳封存领域，尤其涉及一种二氧化碳地下注入装置。背景技术 [0002] 大气中CO2等温室气体含量的增加是造成全球气候变暖、气候灾害频发的重要原因之一。为尽快实现“碳达峰”与“碳中和”，一方面，需要不断减少化石能源的使用，大力发展太阳能、风能等可再生能源，另一方面需要推进实施CCS(Carbon Capture andStorage,碳捕获与封存)技术。 [0003] 其中，碳捕获与封存步骤如下： [0004] 1、碳捕获(Capture)：即二氧化碳捕获(Carbon Dioxide Capture,CDC)，其是碳捕获与封存(CCS)技术的关键步骤，主要目的是从工业排放源或大气中分离和捕获二氧化碳(CO2)； [0005] 2、将捕获的二氧化碳注入地下进行封存：利用注入井将捕获的二氧化碳注入地下咸水层。 [0006] 现有的注入井存在以下缺陷： [0007] 1、容易受到咸水层的咸水腐蚀，降低了使用寿命； [0008] 2、相邻两个咸水层之间密封效果较差，注入井内的二氧化碳容易由接缝处溢出，影响地下环境； [0009] 3、多段咸水层的对中效果较差，导致充入二氧化碳受阻； [0010] 4、多为单通道注入，不支持多通道同时注入，降低了注入效率。发明内容 [0011] 为解决上述问题，本发明提供一种二氧化碳地下注入装置，通过采用带动密封结构的对中玻璃钢管代替传统的铸铁管，极大提高了抗腐蚀性能和密封性能，有助于二氧化碳高效注入咸水层。 [0012] 为实现上述目的，本发明提供了一种二氧化碳地下注入装置，包括设置于地面上的多口注入机构、与多口注入机构的输出端连通的多段式自密封对中注入井，注入井由依次伸入钻井的多段对中玻璃钢管组成，相邻两端对中玻璃钢管之间设置有密封结构； [0013] 玻璃钢管与钻井内壁之间灌注有混凝土浆。 [0014] 优选的，密封结构包括固定于对中玻璃钢管一端的插入环、开设于对中玻璃钢管另一端的环形插入槽以及设置于环形插入槽内壁的多层密封凸起，密封凸起为柔性树脂； [0015] 相邻两段对中玻璃钢管之间依次经插入环和环形插入槽插接，且经密封凸起密封连接。 [0016] 优选的，柔性树脂为多孔结构。 [0017] 优选的，对中玻璃钢管包括玻璃钢管本体以及围绕玻璃钢管本体圆周侧均匀布置的多个对中组件，对中组件包括一端固定于玻璃钢管本体外圆周侧的内侧气腔和固定于内侧气腔另一端的外侧气腔，外侧气腔滑动设置于内侧气腔内部； [0018] 相邻两个对中组件的内侧气腔与外侧气腔经软管交错连通。 [0019] 优选的，外侧气腔背离内侧气腔的一侧垂直转动连接有导向轮，导向轮与钻孔内壁贴合。 [0020] 优选的，多口注入机构包括围绕注入井设置的多个注入单元，每个注入单元均包括注入管和设置于注入管上的加压泵，注入管的一端设置有快接头，另一端与注入井的圆周侧连通，且加压泵与注入井之间设置有单向流通组件。 [0021] 优选的，单向流通组件包括固定于注入管内壁上的环形阻挡环、开设于环形阻挡环上的流通孔、对准流通孔设置于注入管内部的阻挡球，阻挡球和环形阻挡环沿二氧化碳注入的方向依次布置于注入管内部； [0022] 阻挡球还经复位弹簧与注入管内壁连接，阻挡球与注入管内壁之间留有移动余量。 [0023] 本发明具有以下有益效果： [0024] 1、通过采用带动密封结构的对中玻璃钢管代替传统的铸铁管，极大提高了抗腐蚀性能和密封性能，有助于二氧化碳高效注入咸水层； [0025] 2、通过设置多口注入机构，可通过多个注入管同时向注入井内注入二氧化碳，且相互不影响，提高了二氧化碳注入效率。 [0026] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明 [0027] 图1为本发明的一种二氧化碳地下注入装置的注入井的径向截面图； [0028] 图2为本发明的一种二氧化碳地下注入装置的注入管的布置图； [0029] 图3为本发明的一种二氧化碳地下注入装置的注入井的轴向截面图。 [0030] 其中：1、注入井；2、内侧气腔；3、导向轮；4、外侧气腔；5、软管；6、注入管；7、阻挡球；8、环形阻挡环；9、复位弹簧；10、插入环；11、环形插入槽；12、密封凸起。具体实施方式 [0031] 为了使本发明实施例公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 [0032] 需要说明的是，术语“包括”和“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0033] 相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0034] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0035] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0036] 如图1-图3所示，一种二氧化碳地下注入装置，包括设置于地面上的多口注入机构、与多口注入机构的输出端连通的多段式自密封对中注入井1，注入井1由依次伸入钻井的多段对中玻璃钢管组成，相邻两端对中玻璃钢管之间设置有密封结构；玻璃钢管与钻井内壁之间灌注有混凝土浆。 [0037] 具体的，密封结构包括固定于对中玻璃钢管一端的插入环10、开设于对中玻璃钢管另一端的环形插入槽11以及设置于环形插入槽11内壁的多层密封凸起12，密封凸起12为柔性树脂；相邻两段对中玻璃钢管之间依次经插入环10和环形插入槽11插接，且经密封凸起12密封连接，本实施例中插入槽的内环侧和外环侧均设置有多层密封凸起12，当顶端的对中玻璃钢管的插入环10插入底端的对中玻璃钢管的环形插入槽11时，即可借助密封凸起12对插入环10密封，本实施例中的插入环10与对中玻璃钢管一体成型。 [0038] 柔性树脂为多孔结构，有利于提高柔性树脂的弹性，从而提高密封性能。 [0039] 对中玻璃钢管包括玻璃钢管本体以及围绕玻璃钢管本体圆周侧均匀布置的多个对中组件，对中组件包括一端固定于玻璃钢管本体外圆周侧的内侧气腔2和固定于内侧气腔2另一端的外侧气腔4，外侧气腔4滑动设置于内侧气腔2内部；相邻两个对中组件的内侧气腔2与外侧气腔4经软管5交错连通，对中原理为：当玻璃钢管本体朝向其中一个对中组件倾斜时，此对中组件的内侧气腔2压缩外侧气腔4，外侧气腔4内的气体经软管流向相邻对中组件的内侧气腔2，此内侧气腔2充气，向此方向拉动玻璃钢管本体，同样的，依次向各个玻璃钢管本体的内侧气腔2充气，直至平衡，从而保持内侧气腔2充气的对中位置。 [0040] 外侧气腔4背离内侧气腔2的一侧垂直转动连接有导向轮3，导向轮3与钻孔内壁贴合，便于下放对中玻璃钢管。 [0041] 多口注入机构包括围绕注入井1设置的多个注入单元，每个注入单元均包括注入管6和设置于注入管6上的加压泵，注入管6的一端设置有快接头，另一端与注入井1的圆周侧连通，且加压泵与注入井1之间设置有单向流通组件。单向流通组件包括固定于注入管6内壁上的环形阻挡环8、开设于环形阻挡环8上的流通孔、对准流通孔设置于注入管6内部的阻挡球7，阻挡球7和环形阻挡环8沿二氧化碳注入的方向依次布置于注入管6内部；阻挡球7还经复位弹簧9与注入管6内壁连接，阻挡球7与注入管6内壁之间留有移动余量，无二氧化碳注入是阻挡球7与环形阻挡环8压紧，封闭流通孔，即可在注入二氧化碳时，利用二氧化碳冲击阻挡球7，打开连通孔，二氧化碳经连通孔、注入管6流入注入井1，且在无二氧化碳注入时，阻挡球7封闭流通孔，此时二氧化碳由注入井1反向进入注入管6时，进一步将阻挡球7压至流通孔处，进一步提高密封效果，避免反流。 [0042] 因此，本发明采用上述结构的二氧化碳地下注入装置，通过采用带动密封结构的对中玻璃钢管代替传统的铸铁管，极大提高了抗腐蚀性能和密封性能，有助于二氧化碳高效注入咸水层。 [0043] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。