【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
2、地热热传递回路
3、热传递回路可以放置在土地中以提供住宅和商业空间的加热和冷却。由于建筑物中的地温通常类似于室温，因此使用这种热传递回路可以是常规加热和冷却系统的成本有效的替代方案。这种热传递回路的安装包括将连接到热泵单元的管道的连续回路插入土地中的一个孔或一系列孔中以用作热交换器。然后将导热灌浆(grout)放置在管壁和土地之间的孔中。热传递流体可以循环通过地下热传递回路，以允许热量经由通过灌浆和管壁的传导在土地和流体之间传递。
4、图1示出了可以将灌浆输送到井下位置以对热传递回路和地下地层之间的环形空间进行灌浆的系统的示意图。系统1可以包括混合罐10，在混合罐10中制备灌浆。灌浆流体可以经由管线12输送到泵20，并且最终输送到延伸到地下地层18中的井眼22中的特密管(tremie)管线16。特密管管线延伸到形成在地下地层和热传递回路24之间的环形空间14中。热传递回路24可以是具有u形底部、s形构造、无限形构造或能够在其中循环流体的任何其他构造的回路。热传递回路24可以连接到地面处的循环泵。
5、这种热传递回路也可以应用于地热井中。全世界存在提取地热能的项目。实际上，具有热异常的任何位置都是地热钻井的潜在地点。一些更值得注意的地热项目位于美国加利福尼亚、犹他州和新墨西哥州；墨西哥；中美洲；菲律宾；印度尼西亚；新西兰；肯尼亚；冰岛；还有意大利。大多数地热工厂如图2所示构造。位于地热地层上方的
6、用图1例示的封闭热传递回路代替常规地热井系统消除了生产过热流体的需要，避免了上述环境和废物处理问题。
7、有效的热传递可以通过采用比固井应用中采用的常规设计更导热的灌浆或水泥(cement)系统来实现。
8、封装电缆
9、地下电缆变得越来越普及。该方法具有与美学和景观保护有关的若干优点，以及用于在恶劣天气条件的情况下提高供电网络的保护水平的若干优点。
10、埋设电缆带来了一些技术挑战，主要的挑战是散热。实际上，特别是在高压电缆的情况下，由电缆产生的热量可能是显著的。在架空电缆的情况下，围绕电缆的大量移动空气能够有效地耗散该热量。在地下电缆的情况下，必须允许热量消散，因为热量的积聚将导致围绕电缆的结构的物理劣化。
11、目前有几种方法用于电缆的地下安装。最简单的是电缆的直接埋设。其中电缆直接铺设在沟槽中并被土壤覆盖的这种方法实施起来容易且便宜。然而，电缆不能被任何套管很好地保护，并且热量可能不能充分消散。该方法适用于低压电缆。另一种方法，称为半直接埋设，包括将电缆封装在通常由高密度聚乙烯(hdpe)制成的柔性塑料导管中。这种方法增加了地下电缆的保护水平，但不适用于高压电缆，因为物理保护水平低并且因为过多的热量不能充分消散。
12、另一种方法是要将电缆封装在混凝土中，混凝土完全包围电缆。通过调整混凝土的组成，混凝土具有作为非常通用的材料的优点，因为它可以提供优异的物理保护和/或实现良好的散热。
13、混凝土是非常广泛使用的建筑材料，具有高极限强度和优异的耐久性。此外，材料能够在其新鲜状态下流动，使其能够在凝固和硬化实际发生之前容易地运输、泵送和放置。除了骨料和水之外，它还包含水硬性粘结剂，例如波特兰水泥，其通过与水接触凝固和固化来产生强度形成相。因此，基于波特兰水泥熟料的混凝土是全世界最重要的粘合剂之一。
14、对于与地下电缆(尤其是高压电缆)相关的应用，周围材料的热阻率(以mk/w表示)或热导率(以w/mk表示)是令人感兴趣的。具有较高热阻率的电缆包绕材料防止热量从电缆排到周围的地面。目前对此的可能补救措施是使用较大直径的电缆，其产生较少的热量，因为它们具有较低的电阻率。然而，这种电缆的成本明显更高。较低热阻率的电缆包绕材料可允许使用较低成本或较小横截面的电缆。这可以导致电缆所需的原材料量更低、运输成本更低并且电缆铺设更直接。
15、用混凝土封装地下电缆可以以两种方式进行：新鲜混凝土用于直接包围电缆，或者新鲜混凝土用于包围放置在塑料(例如pvc)管中的电缆。
16、地下电缆可能适合的应用涉及海上浮动风力发电场(图3)。浮式风力涡轮机301可以分组在一起并通过系泊线302锚固到海底。来自涡轮机的电力可以被传输到浮动变电站303，电缆304从浮动变电站303进一步将电力传输到位于岸上的发电站305。电缆可以在容器或圆筒内，并且水泥或灌浆可以放置在电缆/圆筒环形空间中。电缆的一部分可以放置在地下。
技术实现思路
1、本公开提出了用于对闭环地热井进行注水泥和安装地下电缆的水泥组合物和方法。
2、在一个方面，实施例涉及组合物。该组合物包含水、水泥和用于调节热导率的添加剂。
3、在另一方面，实施例涉及用于对地下井进行注水泥的方法。制备包含水、水泥和用于调节导热性的添加剂的可泵送组合物。将可泵送组合物置于地下井中，之后组合物凝固并产生强度。
4、在另一方面，实施例涉及用于安装电缆的方法。制备包含水、水泥和用于调节导热性的添加剂的可泵送组合物。电缆被可泵送组合物封装，之后组合物凝固并形成强度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种组合物，包含：
2.根据权利要求1所述的组合物，其中用于调节热导率的添加剂包括石墨、石墨烯、碳化硅、氧化铝、赤铁矿、铜金属、氧化铜、铝、无定形碳、镓金属、铁金属、氧化镁、镍金属、氧化镍、锡金属、氧化锡、锌金属或氧化锌，或其组合。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中用于调节热导率的添加剂以水泥的0.1重量％至75重量％的浓度存在于所述组合物中。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中组合物的热导率为3W/mK至100W/mK。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包含以水硬水泥的重量计浓度为0.1重量％至100重量％的二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有10lbm/gal至20lbm/gal的密度。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有包含具有不同尺寸的两组或更多组颗粒的多态粒度分布。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中用于调节热导率的添加剂包括颗粒、带状物、纤维或薄片或其组合。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物
10.根据权利要求1所述的组合物，其中水泥包括波特兰水泥、高铝水泥、石灰/二氧化硅共混物、粉煤灰、生物灰、偏高岭土、高岭土、高炉矿渣、水泥窑粉尘、水泥旁路粉尘或地质聚合物，或其组合。
11.一种用于对地下井进行注水泥的方法，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂包括石墨、石墨烯、碳化硅、氧化铝、赤铁矿、铜金属、氧化铜、铝、无定形碳、镓金属、铁金属、氧化镁、镍金属、氧化镍、锡金属、氧化锡、锌金属或氧化锌，或其组合。
13.根据权利要求11所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂以水泥的0.1重量％至75重量％的浓度存在于所述组合物中。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物的热导率为3W/mK至100W/mK。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物还包含以水硬水泥的重量计浓度为0.1重量％至100重量％的二氧化硅。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物具有10lbm/gal至20lbm/gal的密度。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物具有包含具有不同尺寸的两组或更多组颗粒的多态粒度分布。
18.根据权利要求11所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂包括颗粒、带状物、纤维或薄片或其组合。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物具有30％至50％的固体体积分数。
20.根据权利要求11所述的方法，其中水泥包括波特兰水泥、高铝水泥、石灰/二氧化硅共混物、粉煤灰、生物灰、偏高岭土、高岭土、高炉矿渣、水泥窑粉尘、水泥旁路粉尘或地质聚合物，或其组合
21.一种用于安装电缆的方法，包括：
22.根据权利要求21所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂包括石墨、石墨烯、碳化硅、氧化铝、赤铁矿、铜金属、氧化铜、铝、无定形碳、镓金属、铁金属、氧化镁、镍金属、氧化镍、锡金属、氧化锡、锌金属或氧化锌，或其组合。
23.根据权利要求21所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂以水泥的0.1重量％至75重量％的浓度存在于所述组合物中。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述组合物的热导率为3W/mK至100W/mK。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述组合物还包含以水硬水泥的重量计浓度为0.1重量％至100重量％的二氧化硅。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述组合物具有10lbm/gal至20lbm/gal的密度。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所述组合物具有包含具有不同尺寸的两组或更多组颗粒的多态粒度分布。
28.根据权利要求21所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂包括颗粒、带状物、纤维或薄片或其组合。
29.根据权利要求21所述的方法，其中所述组合物具有30％至50％的固体体积分数。
30.根据权利要求21所述的方法，其中水泥包括波特兰水泥、高铝水泥、石灰/二氧化硅共混物、粉煤灰、生物灰、偏高岭土、高岭土、高炉矿渣、水泥窑粉尘、水泥旁路粉尘或地质聚合物，或其组合。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种组合物，包含：
2.根据权利要求1所述的组合物，其中用于调节热导率的添加剂包括石墨、石墨烯、碳化硅、氧化铝、赤铁矿、铜金属、氧化铜、铝、无定形碳、镓金属、铁金属、氧化镁、镍金属、氧化镍、锡金属、氧化锡、锌金属或氧化锌，或其组合。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中用于调节热导率的添加剂以水泥的0.1重量％至75重量％的浓度存在于所述组合物中。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中组合物的热导率为3w/mk至100w/mk。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包含以水硬水泥的重量计浓度为0.1重量％至100重量％的二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有10lbm/gal至20lbm/gal的密度。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有包含具有不同尺寸的两组或更多组颗粒的多态粒度分布。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中用于调节热导率的添加剂包括颗粒、带状物、纤维或薄片或其组合。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有30％至50％的固体体积分数。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中水泥包括波特兰水泥、高铝水泥、石灰/二氧化硅共混物、粉煤灰、生物灰、偏高岭土、高岭土、高炉矿渣、水泥窑粉尘、水泥旁路粉尘或地质聚合物，或其组合。
11.一种用于对地下井进行注水泥的方法，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂包括石墨、石墨烯、碳化硅、氧化铝、赤铁矿、铜金属、氧化铜、铝、无定形碳、镓金属、铁金属、氧化镁、镍金属、氧化镍、锡金属、氧化锡、锌金属或氧化锌，或其组合。
13.根据权利要求11所述的方法，其中用于调节热导率的添加剂以水泥的0.1重量％至75重量％的浓度存在于所述组合物中。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物的热导率为3w/mk至100w/mk。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述组合物还包含以水硬水泥的重量计浓度为0.1重量％至100重量％的二氧化硅。
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·兰德里，W·T·修伊，I·科雷，M·米亚德，C·帕尔顿，N·菲斯彻，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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