一种地热井制造技术

一种地热井,本实用新型专利技术属于节能环保领域,特别是涉及到一种地热井。包括井下端头、井上端头、外层管、螺旋形注水管道、注水口、热媒采出管道和井管；注水井管和取热井管完全封闭在一个环形的空间内，使得提取热能的媒介水体可以采用高纯度水，而不至于造完井壁结垢或腐蚀井管，延长地热井的使用寿命；注水通道采用螺旋管道，加大换热接触面积，充分提高取热媒介的出口温度，提高工作效能和地热资源利用率；采用高频液压震动顶进的方法完井，不受地温的限制，可以将井底布置超高温地层中，甚至到达熔岩层，可以采集到超临界蒸汽甚至是超超临界蒸汽，可以显著提高发电效能，提高资源利用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种地热井
本技术属于节能环保
，特别是涉及到一种地热井及其完井方法。
技术介绍
地热资源，属于不危害环境的绿色能源，而且资源十分丰富，开发利用潜力巨大。地热完井方法，根据地热的资源条件不同而不同。有的是打井下井管直接取热水或蒸汽；有的是采取打双井的方法，也就是一眼注水井，一眼提取井，井底水平井采用劈裂技术连通；这两种技术，由于水中的盐分会在井管壁结垢，长时间运行会降低运行效率，甚至会废井。专利技术专利申请说明书CN201710132948.6，一种单井循环增强型地热系统完井方法，主要包括：表层套管、普通技术套管、耐高温技术套管、油管、射孔孔眼和耐高温扶正器。该方法能够使地层深部地热能量得以有效传递到地面,其具体实现过程如下：从地面向普通技术套管与油管形成的环形空间中注入水,水在环形空间从上部往下部流动,当水流到环形空间底部时,水流经射孔孔眼入油管内,然后水在油管内从下部向上部流动,最终流到地面接收装置。地热储层温度在200℃以上,储层热量经耐高温技术套管传递到耐高温技术套管与油管形成的环形空间,流经环形空间的水吸收耐高温技术套管与油管形成的环形空间的热量,水吸收热量之后温度升高,然后高温水流经油管到地面接收装置进行发电。该方法存在的问题是：注入水在环形空间内不受约束，未经全部气化就会经射孔孔眼入油管内，流出来的是水汽混合物，会降低置换地下热能的效率；而且，水泥在200度高温作用下会迅速固化，很难封固井底。针对现有地热完井存在的问题，需要一种新的技术方案来解决这一问题，以满足不断增长的能源需求和环境保护的需要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种地热井，成井管也是提取热能管；注水井管和取热井管完全封闭在一个环形的空间内，使得提取热能的媒介水体可以采用高纯度水，而不至于造完井管结垢或腐蚀井管，延长地热井的使用寿命；注水通道采用螺旋管道，加大换热接触面积，充分提高取热媒介的出口温度，提高工作效能和地热资源利用率。一种地热井，其特征是：包括井下端头、井上端头、注水口以及井管，所述井下端头位于地热井的底端部，为顶部设置有空心的倒锥形，且空心部分设置有倒锥形内螺纹，井下端头上部设置有井管；所述井管设置为两段以上，各段之间密闭连接，且每段均包括热媒采出管道、外层管以及螺旋形注水管道，所述热媒采出管道设置在地热井的中心位置；所述外层管设置在热媒采出管道的外部，外层管的内壁设置有内螺纹；所述热媒采出管道的外壁与外层管的内螺纹内壁组合为螺旋形注水管道；所述井上端头设置在井管的上部，井上端头上设置有注水口，所述注水口的腔室与螺旋形注水管道连通。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：一种地热井，成井管也是提取热能管；注水井管和取热井管完全封闭在一个环形的空间内，使得提取热能的媒介水体可以采用高纯度水，而不至于造完井壁结垢或腐蚀井管，延长地热井的使用寿命；注水通道采用螺旋管道，加大换热接触面积，充分提高取热媒介的出口温度，提高工作效能和地热资源利用率；采用高频液压震动顶进的方法完井，不受地温的限制，可以将井底布置超高温地层中，甚至到达熔岩层，可以采集到超临界蒸汽甚至是超超临界蒸汽，可以显著提高发电效能，提高资源利用效果。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明：图1为本技术一种地热井的井下端头示意图。图2为本技术一种地热井的井上端头示意图。图3为本技术一种地热井的井管示意图。图4为本技术一种地热井的完井示意图。图中1-井下端头、2-井上端头、3-外层管、4-螺旋形注水管道、5-注水口、6-热媒采出管道、7-井管。具体实施方式本技术提出了一种地热井，如图1至图4所示，其特征是：包括井下端头1、井上端头2、注水口5以及井管7，所述井下端头1位于地热井的底端部，呈朝向下方的流线型锥尖形状，顶部空心部分带有倒锥形内螺纹，采用耐高温导热高强合金材料；所述井上端头2位于地热井的顶端部，包括外层管3、螺旋形注水管道4、注水口5、热媒采出管道6；所述外层管3在井上端头2一段采用导热耐高温高强合金材料，底端部带有倒锥形外螺纹；所述螺旋形注水管道4位于外层管3的内壁一侧，利用外层管3内壁的内螺纹与热媒采出管道6的密闭填充阻隔形成密闭的螺旋形注水管道4；所述注水口5是向地热井注入采集热能媒介水体的入口，位于地热井的顶端；所述热媒采出管道6布设于地热井的中心位置，采用隔热耐高温高强材料，在通长的各段井体中密闭连接；所述井管7在井下端头1和井上端头2之间分段布设，分段数量为两段或两段以上，每一段均采用双层套管复合材料，包括外层管3、螺旋形注水管道4和热媒采出管道6，这一段所述的外层管3采用导热耐高温高强合金材料，底端部带有倒锥形外螺纹，顶端带有倒锥形内螺纹且与井下端头1的顶部空心部分带有的倒锥形内螺纹完全相同，这些倒锥形内螺纹和倒锥形外螺纹都是对应吻合的。本技术的完井过程通过以下实施例完成，实施例一：步骤一、准备完井用器材根据地热井的设计图纸，采购或制备完井所需的器材，包括井下端头1、井上端头2和井管7；步骤二、成井对于穿越地质条件不坚硬地层的情况，采用高频液压震动顶进的方法成井，根据设计的井位布置成井装备，将井下端头1和井管7连接，通过液压抱紧的方式夹紧井管7，经过高频液压震动顶进装置向下顶进井管7，各段井管7通过锥螺纹密闭连接后连续顶进作业，直至井下端头1顶压至设计深度位置，成井结束；步骤三、完井将井上端头2与步骤二成井后的井管7顶部通过锥螺纹密闭连接，完井结束。实施例二：步骤一、准备完井用器材根据地热井的设计图纸，采购或制备完井所需的器材，包括井下端头1、井上端头2和井管7；步骤二、成井对于穿越地质条件较坚硬地层的情况，首先采用常规的钻井方式钻进，在到达设计要求的钻进深度后，提出钻具，移除钻机；改用高频液压震动顶进的方法成井，将井下端头1和井管7连接，下入已经钻好的井孔中，通过液压抱紧的方式夹紧井管7，经过高频液压震动顶进装置向下顶进井管7，各段井管7通过锥螺纹密闭连接后连续顶进作业，直至井下端头1顶压至设计深度位置，成井结束；步骤三、完井将井上端头2与步骤二成井后的井管7顶部通过锥螺纹密闭连接，完井结束。至此，一种地热井的完井工作完成。以上所述仅为本技术优选的实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地热井，其特征是：包括井下端头(1)、井上端头(2)、注水口(5)以及井管(7)，所述井下端头(1)位于地热井的底端部，为顶部设置有空心的倒锥形，且空心部分设置有倒锥形内螺纹，井下端头(1)上部设置有井管(7)；所述井管(7)设置为两段以上，各段之间密闭连接，且每段均包括热媒采出管道(6)、外层管(3)以及螺旋形注水管道(4)，所述热媒采出管道(6)设置在地热井的中心位置；所述外层管(3)设置在热媒采出管道(6)的外部，外层管(3)的内壁设置有内螺纹；所述热媒采出管道(6)的外壁与外层管(3)的内螺纹内壁组合为螺旋形注水管道(4)；所述井上端头(2)设置在井管(7)的上部，井上端头(2)上设置有注水口(5)，所述注水口(5)的腔室与螺旋形注水管道(4)连通。

【技术特征摘要】
1.一种地热井，其特征是：包括井下端头(1)、井上端头(2)、注水口(5)以及井管(7)，所述井下端头(1)位于地热井的底端部，为顶部设置有空心的倒锥形，且空心部分设置有倒锥形内螺纹，井下端头(1)上部设置有井管(7)；所述井管(7)设置为两段以上，各段之间密闭连接，且每段均包括热媒采出管道(6)、外层管(3)以及螺旋形注水管道(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：房昕，孟凡林，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22