石油或天然气开采中地热与油气共采系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种石油或天然气开采中地热与油气共采系统，包括钻井后形成通往地层深处的井筒、在井筒内下入的套管、与套管顶端对接的重力热管换热器冷凝段、贯穿套管与重力热管换热器的输送管、封隔器，在套管的外壁与井筒内从下到上分别设置导热水泥环和隔热水泥环进行固井；在油层或气层上方的套管内设置封隔器，在封隔器下方的套管内向油层或气层射孔压裂作为生产通道；输送管底端伸入油层或气层，输送管的上端伸出重力热管换热器外部；在封隔器的上方对应于隔热水泥环段从套管向岩层射孔形成通孔，从通孔处压裂并注入导热填料形成导热带；在通孔处下入短管并胀管对通孔进行密封；所述重力热管换热器冷凝段安装于套管上端。

CO production system of geothermal and oil gas in oil or natural gas exploitation

The utility model provides a geothermal and oil-gas co production system in oil or natural gas exploitation, which comprises a wellbore leading to the depth of the formation after drilling, a casing running in the wellbore, a condensation section of the gravity heat pipe heat exchanger butted with the top of the casing, a delivery pipe and a packer penetrating the casing and the gravity heat pipe heat exchanger, and a hot water conducting pipe is respectively arranged from bottom to top in the outer wall of the casing and the wellbore Mud ring and heat-insulating cement ring are used for cementing; packer is set in the casing above the oil or gas layer, and the casing below the packer is used as the production channel for perforation and fracturing of the oil or gas layer; the bottom end of the delivery pipe is extended into the oil or gas layer, and the upper end of the delivery pipe is extended outside the gravity heat pipe heat exchanger; the upper part of the packer corresponds to the formation of perforation from the casing to the rock layer of the heat-insulating cement ring The hole is fractured from the through hole and injected with heat conducting filler to form a conduction band; a short pipe is put into the through hole and expanded to seal the through hole; the condensation section of the gravity heat pipe heat exchanger is installed on the upper end of the casing.

【技术实现步骤摘要】
石油或天然气开采中地热与油气共采系统
本技术涉及能源开发
，具体指一种石油或天然气开采中地热与油气共采系统。
技术介绍
能源工业是国民经济的基础产业，是实现现代化的物质基础，世界各国都把建立可靠、安全、稳定的能源供应保障体系作为国民经济的战略问题之一。地热资源是一种无污染的清洁可再生能源，目前单独对地表中深层的地热利用必须进行钻井、下套管、固井、取热、换热，才能形成可以取热利用的地热井。石油、天然气作为关系国计民生和国家经济安全的重要战略物资，在我国开发、生产、利用技术已非常成熟，已生产和正在开发石油井、天然气井遍布全国。石油、天然气井的深度一般在地下1000米～7000多米，井下岩层有大量的地热能源，温度高、储量巨大；石油、天然气为了生产，深井已经形成，石油、天然气一般是从套管内的管中排出，石油、天然气井的套管与排出管之间的环空空间在油、气生产过程中闲置不用。油井、天然气井开采功能单一，资源开采过于局限。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术的缺陷，提供一种石油或天然气开采中地热与油气共采系统。本技术的技术方案如下：石油或天然气开采中地热与油气共采系统，包括钻井后形成通往地层深处的井筒、在井筒内下入的套管、与套管顶端对接的重力热管换热器冷凝段、贯穿套管和重力热管换热器的输送管、封隔器，在套管的外壁与井筒内从下到上分别设置导热水泥环和隔热水泥环进行固井；在油层或气层上方的套管内设置封隔器将油、气与上部空间隔开，在封隔器下方的套管内向油层或气层射孔作为生产通道；所述输送管底端伸入油层或气层，输送管的上端伸出重力热管换热器冷凝段外部；在封隔器的上方对应于隔热水泥环段从套管向岩层射孔形成通孔，从通孔处压裂并注入导热填料形成导热带；在通孔处下入短管并胀管对通孔进行密封；所述重力热管换热器冷凝段安装于套管上端，套管和与其对接的壳体共同作为重力热管换热器的壳程。还包括调节管，调节管底端穿过封隔器伸入油层，调节管的上端穿出重力热管换热器冷凝段并设置阀门。所述套管对应于导热水泥环段为重力热管换热器的蒸发段，套管对应于隔热水泥环段为重力热管换热器的绝热段，所述的冷凝段包括壳体、螺旋板，所述螺旋板安装于壳体内，所述重力热管换热器冷凝段的壳体内安装竖直的螺旋板作为重力热管换热器的管程，套管和与其连接的壳体一起作为重力热管换热器的壳程，所述螺旋板的内部中空，该螺旋板的中心位置处沿着其轴线方向上设置有一输出管，所述输出管的上端贯穿壳体顶端并向外延伸，所述输出管与该螺旋板的中心端连通，所述螺旋板的外围端设置有一横向的输入管，所述输入管的一端与螺旋板的外围端连通，所述输入管的另一端贯穿壳体侧壁并向外延伸；壳体的侧壁上还设置一连通管。本技术的有益效果在于：1.除了对新建的石油井、天然气井在建设期间采用本技术系统所述的设计，实现地热与石油或天然气共采，还可以对已经建好或者废弃的石油井、天然气井进行改造，即在建好的石油井、天然气井的地层高温段设置导热带，下入封隔器和短管，实现地热与石油或天然气共采。2.本技术由于在地层高温段设置导热水泥环和导热带，使封隔器上部位于套管内壁和输送管外壁之间的液态工质能快速地吸收地层中高温岩层的热量受热蒸发，地层低温段设置隔热水泥环可避免上升的蒸汽热量损失。3.本技术通过连通管对封隔器上部的空间进行抽真空，封隔器上部的液态工质受热生成蒸汽上升传热，蒸汽在真空空间内传热快，传热效率可达95%以上，从而实现热量快速从地层高温段向重力热管换热器传递，使封隔器上部套管与输送管之间的空间一直保持高温状态，保证输出管上部石油或者天然气温度不降低，防止输出管内的石油或者天然气上升过程中因温度降低导致结蜡、结垢而堵塞，提高生产井产量与设备的生产效率，同时重力热管换热器可最大限度地利用地热进行换热，从而将热源传递给需要加热的客体。附图说明图1为本技术所述生产井结构示意图；图2为重力热管换热器俯视图；图中各序号及对应的结构名称如下：1-套管，2-生产通道，3-导热带，4-短管，5-通孔，6-输送管，7-封隔器，8-调节管，9-阀门，10-井筒，11-隔热水泥环，12-导热水泥环，13-壳体，14-螺旋板，15-输出管，16-输入管，17-连通管，18-油层或气层。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明。实施例1石油或天然气开采中地热与油气共采系统，包括钻井后形成通往地层深处的井筒10、在井筒内下入的套管1、与套管1顶端对接的重力热管换热器冷凝段、贯穿套管1和重力热管换热器的输送管6、封隔器7，在套管1的外壁与井筒10内从下到上分别设置导热水泥环12和隔热水泥环11进行固井；在油层或气层上方的套管内设置封隔器7将油、气与上部空间隔开，在封隔器7下方的套管内向油层或气层射孔作为生产通道2；所述输送管6底端伸入油层或气层18，输送管6的上端伸出重力热管换热器冷凝段外部；在封隔器7的上方对应于隔热水泥环12段从套管1向岩层射孔形成通孔5，从通孔5处压裂并注入导热填料形成导热带3；在通孔5处下入短管4并胀管对通孔进行密封；所述重力热管换热器冷凝段安装于套管上端，套管和与其对接的壳体共同作为重力热管换热器的壳程；本技术所述的系统不仅能实现一井多采，还可以防止油气上升过程中结蜡、结垢。还包括调节管8，调节管底端穿过封隔器7伸入油层，调节管的上端穿出重力热管换热器冷凝段并设置阀门9，调节管8只需在石油井生产中设置，在天然气井生产中天然气直接从输送管中输出无需设置调节管8来调节套管1内的压力，在石油井生产中，调节管8可调节封隔器7以下套管1内的压力，因为在石油生产过程中产生的伴生气聚集在封隔器7以下的套管内，在封隔器7下部的压力达到封隔器的承压能力之内就要通过阀门9进行泄压，避免封隔器作用失效，此外，从调节管8排出的伴生气可作为燃烧或者供热用。所述套管1对应于导热水泥环12段为重力热管换热器的蒸发段，套管1对应于隔热水泥环11段为重力热管换热器的绝热段，所述的重力热管换热器冷凝段包括壳体13、螺旋板14，所述螺旋板14安装于壳体13内，冷凝段的壳体13内安装竖直的螺旋板14作为重力热管换热器的管程，套管1和与其连接的壳体13一起作为重力热管换热器的壳程，所述螺旋板14的内部中空，该螺旋板14的中心位置处沿着其轴线方向上设置有一输出管15，所述输出管15的上端贯穿壳体13顶端并向外延伸，所述输出管15与该螺旋板14的中心端连通，所述螺旋板14的外围端设置有一横向的输入管16，所述输入管16的一端与螺旋板的外围端连通，所述输入管16的另一端贯穿壳体13侧壁并向外延伸；壳体13的侧壁上还设置一连通管17，传热工质从输入管16的一端进入螺旋板14内，吸热升温后从输出管15输出。本技术所述的隔热水泥环由隔热水泥浆灌注形成，隔热水泥浆普通水泥与水混合配置，所述的导热水泥环由导热水泥浆灌注形成，导热水泥浆由普通水泥、导热填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.石油或天然气开采中地热与油气共采系统，其特征在于，包括钻井后形成通往地层深处的井筒（10）、在井筒内下入的套管（1）、与套管（1）顶端对接的重力热管换热器冷凝段、贯穿套管（1）和重力热管换热器的输送管（6）、封隔器（7），在套管（1）的外壁与井筒（10）内从下到上分别设置导热水泥环（12）和隔热水泥环（11）进行固井；在油层或气层上方的套管内设置封隔器（7）将油、气与上部空间隔开，在封隔器（7）下方的套管内向油层或气层射孔作为生产通道（2）；所述输送管（6）底端伸入油层或气层（18），输送管（6）的上端伸出重力热管换热器冷凝段外部；在封隔器（7）的上方对应于隔热水泥环（11）段从套管（1）向岩层射孔形成通孔（5），从通孔（5）处压裂并注入导热填料形成导热带（3）；在通孔（5）处下入短管（4）并胀管对通孔进行密封；所述重力热管换热器冷凝段安装于套管上端，套管和与其对接的壳体共同作为重力热管换热器的壳程。/n

【技术特征摘要】
1.石油或天然气开采中地热与油气共采系统，其特征在于，包括钻井后形成通往地层深处的井筒（10）、在井筒内下入的套管（1）、与套管（1）顶端对接的重力热管换热器冷凝段、贯穿套管（1）和重力热管换热器的输送管（6）、封隔器（7），在套管（1）的外壁与井筒（10）内从下到上分别设置导热水泥环（12）和隔热水泥环（11）进行固井；在油层或气层上方的套管内设置封隔器（7）将油、气与上部空间隔开，在封隔器（7）下方的套管内向油层或气层射孔作为生产通道（2）；所述输送管（6）底端伸入油层或气层（18），输送管（6）的上端伸出重力热管换热器冷凝段外部；在封隔器（7）的上方对应于隔热水泥环（11）段从套管（1）向岩层射孔形成通孔（5），从通孔（5）处压裂并注入导热填料形成导热带（3）；在通孔（5）处下入短管（4）并胀管对通孔进行密封；所述重力热管换热器冷凝段安装于套管上端，套管和与其对接的壳体共同作为重力热管换热器的壳程。


2.如权利要求1所述的石油或天然气开采中地热与油气共采系统，其特征在于，还包括调节管（8），调节管底端穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：田振林，
申请(专利权)人：田振林，
类型：新型
国别省市：陕西;61