本发明是一种实验室内模拟地热开采的实验装置及模拟方法。首先，采用壳体半球装置，壳体采用导热率较高材料，模拟地球内部岩石层。其次，采用PID控制的电热丝在壳体底部中心发热，模拟地球内部的热源。第三，在半球体内装入类地材料，根据地层的材料，选择类似传热效率性质等相近的材料对半球体进行填充。第四，采用管道注水方式进行传热，将管道放置材料层中。第五，在各层以及管道中放入温度传感器，监控类地材料层以及管道传热时的温度。第六，设置温度采集设备，接收温度信号，记录每个时段的温度变化。该实验室模拟装置及方法，模拟了地热资源利用及传热过程，对土层结构和管道传热机理进行揭示，能够进一步优化工程中的采热效率。