封闭式深井地热能采集系统技术方案

一种封闭式深井地热能采集系统，包含设置在地面下600m-1000m区域的热能采集装置，获取地下深层高品质地热热源的热能；保温与传送通道连接热能采集装置的两端，与热能采集装置一起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道外部的井口固井装置固定井壁，避免井壁坍塌；热能采集装置通过连接保温与传送通道的散热装置向外部提供持续的热能。本发明专利技术克服了常规浅层地能热提取系统的不足，通过现代钻井技术，利用地下深处高达50℃及以上的高品位热页岩等富热层作为热源，提供高效的热能，并且可持续工作，不间断提供热能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种封闭式深井地热能采集系统，包含设置在地面下600m-1000m区域的热能采集装置，获取地下深层高品质地热热源的热能；保温与传送通道连接热能采集装置的两端，与热能采集装置一起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道外部的井口固井装置固定井壁，避免井壁坍塌；热能采集装置通过连接保温与传送通道的散热装置向外部提供持续的热能。本专利技术克服了常规浅层地能热提取系统的不足，通过现代钻井技术，利用地下深处高达50℃及以上的高品位热页岩等富热层作为热源，提供高效的热能，并且可持续工作，不间断提供热能。【专利说明】封闭式深井地热能采集系统
本专利技术涉及一种封闭式深井地热能采集系统。
技术介绍
地热能是很好的环保能源，现有的地热能的采集提取系统往往利用浅层地热能(小于500m)，通过一级或多级的热交换，逐渐将低品位的热能(10°C左右)转为稍高品位的热能，转换的效率较低，根源在于浅层地能热的热源本身的品位不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种封闭式深井地热能采集系统，克服了常规浅层地能热提取系统的不足，通过现代钻井技术，利用地下深处高达50°C及以上的高品位热页岩等富热层作为热源，提供高效的热能，并且可持续工作，不间断提供热能。 为了达到上述目的，本专利技术提供一种封闭式深井地热能采集系统，其设置在管井内，该封闭式深井地热能米集系统包含:热能采集装置，其设置在地面下600m-1000m的区域，获取地下深层高品质地热热源的热能；保温与传送通道，其连接热能采集装置的两端，与热能采集装置一起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；井口固井装置，其设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道外部，固定井壁，避免井壁對塌；散热装置，其连接保温与传送通道，向外部提供持续的热能。 所述的保温与传送通道包含:入口换热泵，其设置在管井井口 ；入口保温套管，其一端连接入口换热泵，另一端连接热能采集装置；出口保温套管，其一端连接热能采集装置；出口换热泵，其连接出口保温套管；地面输送管道，其连接入口换热泵和出口换热泵，该地面输送管道设置在地面上。 所述的保温与传送通道还包含:电磁阀，其设置在地面输送管道上。 所述的入口保温套管、出口保温套管和地面输送管道外层都具有保温材料和绝热涂层。 所述的热能采集装置包含:集热导热套管，其直接接触高品质的地热热源，将热能传导给导热介质；套管悬挂器，其连接集热导热套管的两端；快速连接与释放接头，其用于连接套管悬挂器和入口保温套管，还用于连接相邻的两个集热导热套管；转换接头，其用于连接套管悬挂器和出口保温套管。 所述的快速连接与释放接头的数量最少为一个。 所述的热能采集装置中包含的集热导热套管、快速连接与释放接头、套管悬挂器和转换接头都采用金属材料，具有良好的导热性能。 所述的井口固井装置分别套设在入口保温套管和出口保温套管的外部，该井口固井装置包含连接设置的表层套管和技术套管。 所述的散热装置包含:能量输出盘管，其连接地面输送管道；散热组件，其与能量输出管盘耦合；散热换热盘管，其与散热组件耦合，该散热换热盘管连接供热管路；所述的散热组件包含:蒸发器，其与能量输出管盘耦合；冷凝器，其连接蒸发器；压缩机，其一端连接蒸发器，另一端连接冷凝器；膨胀阀，其一端连接蒸发器，另一端连接冷凝器。 所述的散热装置还包含连接散热换热盘管的能量输出泵。 本专利技术可利用地下深处的高品位热源，不间断提供高效的热能。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的封闭式深井地热能采集系统的结构示意图。 图2是本专利技术的封闭式深井地热能采集系统中的散热装置的结构示意图。 【具体实施方式】 以下根据图1和图2具体说明本专利技术的较佳实施例。 如图1所示，本专利技术提供一种封闭式深井地热能采集系统，其设置在管井内，该封闭式深井地热能采集系统包含:热能采集装置3，其设置在地面下600m-1000m的区域；保温与传送通道2，其连接热能采集装置3的两端，与热能采集装置3 —起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；井口固井装置1，其设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道2外部；散热装置4，其连接保温与传送通道2。 所述的保温与传送通道2包含:入口换热泵7，其设置在管井井口，用于将换热后的凉水注入井下；入口保温套管8，其一端连接入口换热泵7，另一端连接热能采集装置3 ；出口保温套管13，其一端连接热能采集装置3 ；出口换热泵22，其连接出口保温套管13，用于将吸热后的热水从井下抽出；地面输送管道21，其连接入口换热泵7和出口换热泵22，该地面输送管道21设置在地面上；电磁阀20，其设置在地面输送管道21上，用于控制整个系统的开关。 所述的入口保温套管8、出口保温套管13和地面输送管道21外层都具有保温材料和绝热涂层，作为换热介质的流通通道，减少循环流通导热介质热量的散失；所述的保温材料包含超细玻璃棉、高硅氧棉等；所述的绝热涂层包含酚醛泡沫、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜涂层、纳米空心陶瓷微珠和无机聚合物涂料等。 所述的热能采集装置3包含:集热导热套管12，其直接接触高品质的地热热源，将热能传导给导热介质；套管悬挂器10，其连接集热导热套管12的两端；快速连接与释放接头9，其用于连接套管悬挂器10和入口保温套管8，还用于连接相邻的两个集热导热套管12 ;所述的快速连接与释放接头9的数量最少为一个，便于维护与功能扩展；转换接头23，其用于连接套管悬挂器10和出口保温套管13 ；通过快速连接与释放接头9，连接入(出)口保温套管8 (13)与集热导热套管12，由于入(出)口保温套管8 (13)和集热导热套管12的大小规格往往不一样，故需要采用套管悬挂器10将入(出)口保温套管8 (13)和集热导热套管12连接起来，同时，当热能采集装置3处于倾斜状态时，套管悬挂器10可以支撑集热导热套管12 ；转换接头23可以用快速连接与释放接头9代替，快速连接与释放接头9比转换接头23多一项快速连接和卸开的功能；本实施例中，采用转换接头23连接套管悬挂器10和出口保温套管13已足够，不需要快速连接和卸开功能。 所述的热能采集装置3中包含的器件都具有良好的导热性能，特别是集热导热套管12，热能采集装置3中包含的器件采用金属材料，一般为不锈钢或低合金结构钢，通过集热导热套管12与热页岩等富热岩层的直接接触，将热能传导到流经集热导热套管12的流通导热介质，所以该集热导热套管12是整个系统的热能来源；快速连接与释放接头9用于提供入口保温套管8与集热导热套管12以及两条集热导热套管12之间的快速连接与释放，以便于热能采集装置3中部件损坏时的维修与更换，快速连接与释放接头9是通过在套管柱上施加不同的扭矩和拉(压)力来实现入口保温套管8与集热导热套管12以及两条集热导热套管12之间的快速连接与释放的，这种工具在油田上比较常用；转换接头23用于连接套管悬挂器10和出口保温套管13，因为套管悬挂器10和出口保温套管13有不同的直径和螺纹。 所述的井口固井装置I分别套设在入口保温套管8和出口保温套管13的外部，该井口固井装置I包含连接设置的表层套管5和技术套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭式深井地热能采集系统，其设置在管井内，其特征在于，该封闭式深井地热能采集系统包含：热能采集装置（3），其设置在地面下600m‑1000m的区域，获取地下深层高品质地热热源的热能；保温与传送通道（2），其连接热能采集装置（3）的两端，与热能采集装置（3）一起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；井口固井装置（1），其设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道（2）外部，固定井壁，避免井壁坍塌；散热装置（4），其连接保温与传送通道（2），向外部提供持续的热能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李广峰，李运明，刘红斌，
申请(专利权)人：上海天合石油工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31