一种用于中深层地热井同井采灌装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及地热开采技术领域，具体涉及一种用于中深层地热井同井采灌装置及其操作方法，采用表层套管内径中向下钻孔放置技术套管固定，技术套管内径中向下钻孔放置生产实管固定，生产实管底部设置生产筛管的管柱结构，其更简单可靠，如需切换开采层位和回灌层位，不需要起出管柱，仅通过更换地热水换流器内替换组件即可实现，节约了施工周期和维护成本。节约了施工周期和维护成本。节约了施工周期和维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中深层地热井同井采灌装置及其操作方法


[0001]本专利技术涉及地热开采
，具体涉及一种用于中深层地热井同井采灌装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]目前，水热型地热井的采灌方式通常为异井采灌，即一眼生产井需对应配套一眼或多眼回灌井，导致地热开发成本巨大。现已公开的技术中，例如中国专利技术专利2018102169008公开了一种同井回灌开发地热能的方法，该方法为下采上灌，而且潜水泵必须下至下部开采层段，对潜水泵的杨程要求较高，而且起下泵成本较大；又例如中国专利技术专利2017104908654公开了一种上采下灌用井装置及开采工艺，该工艺的缺陷是当回灌层位发生堵塞时，无法进行回扬操作，而且该工艺主要是针对不同热储层的异层回灌，当不同热储层的水化学配伍性较差时，会发生化学堵塞，影响地热井寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是克服现有技术的缺陷，并减少地热井数量和地热井开采成本，节约施工周期及维护成本。
[0004]为实现上述技术，本专利技术提供如下技术方案：一种用于中深层地热井同井采灌装置，包括：空气压缩机（1）、高压气管线（2）、泵室管（3）、潜水泵（4）、表层套管（5）、悬挂台阶（6）、第一管外封隔器（7）、地热水换流器（8）、技术套管（9）、生产实管（10）、生产筛管（12）、开采层位（13）、回灌层位（14）；地面钻孔放置表层套管（5）固定，表层套管（5）内径中向下钻孔放置技术套管（9）固定，技术套管（9）内径中向下钻孔放置生产实管（10）固定，生产实管（10）底部设置生产筛管（12）并对应回灌层位（14），生产筛管（12）顶部上方对应开采层位（13），生产实管（10）通过地热水换流器（8）连通泵室管（3），泵室管（3）内部设置潜水泵（4），地热水换流器（8）外环周围设置第一管外封隔器（7）和悬挂台阶（6），悬挂台阶（6）设置在第一管外封隔器（7）上方周围并抵贴固定于表层套管（5）内径，空气压缩机（1）通过高压气管线（2）分别连接泵室管（3）和表层套管（5）内部与泵室管（3）外部形成的空腔内。
[0005]进一步的，所述回灌层位（14）与开采层位（13）分隔区抵贴生产实管（10）外表面周围设置第二管外封隔器（11）。
[0006]进一步的，所述技术套管（9）上端与表层套管（5）下端重叠30-50m。
[0007]进一步的，所述地热水换流器（8）包括地热水换流器外体（801）、连接母丝扣（802）、连接公丝扣（803）、上换流接孔（804）、下换流接孔（805）、导向槽（806）、定位凹槽（807）；地热水换流器外体（801）一端内径设置连接母丝扣（802），另一端外径设置连接公丝扣（803），地热水换流器外体（801）靠近连接公丝扣（803）的一端分别设置若干个上换流接孔（804）和下换流接孔（805），上换流接孔（804）设置于下换流接孔（805）上，地热水换流器外体（801）中部内壁分别设置若干个导向槽（806）和定位凹槽（807），导向槽（806）为锥形于
定位凹槽（807）一端连接。
[0008]进一步的，所述地热水换流器（8）内部安装地热水换流器第一内替换组件（811）或地热水换流器第二内替换组件（821）。
[0009]进一步的，地热水换流器第一内替换组件（811）包括第一内替换组件定位块（812）、第一换流孔（813）、第二换流孔（814）、第一内替换组件打捞矛头（815）；地热水换流器第一内替换组件（811）本体为圆柱体，第一内替换组件定位块（812）至少设置4个对应固定于地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面上，地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面一端设置若干个第二换流孔（814），另一端设置若干个第一换流孔（813），第二换流孔（814）设置于第一内替换组件定位块（812）一端，地热水换流器第一内替换组件（811）本体的上端面为凹型体，第一内替换组件打捞矛头（815）设置于上端面凹型体中心，第一内替换组件打捞矛头（815）周围设置若干个第一换流孔（813），地热水换流器第一内替换组件（811）本体的下端面为凹型体，下端面凹形体设置若干个第二换流孔（814）。
[0010]进一步的，所述第一内替换组件打捞矛头（815）周围设置若干个第一换流孔（813）与地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面设置若干个第一换流孔（813）相通。
[0011]进一步的，所述地热水换流器第一内替换组件（811）本体的下端面设置若干个第二换流孔（814）与地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面设置若干个第二换流孔（814）相通。
[0012]进一步的，地热水换流器第二内替换组件（821）包括第二内替换组件定位块（822）、外流槽（823）、内流道（824）、第二内替换组件打捞矛头（825）；地热水换流器第二内替换组件（821）本体为圆柱体，地热水换流器第二内替换组件（821）本体外表面设置若干个第二内替换组件定位块（822），地热水换流器第二内替换组件（821）本体外表面设置若干个外流槽（823），地热水换流器第二内替换组件（821）本体上端面中心设置第二内替换组件打捞矛头（825），第二内替换组件打捞矛头（825）周围设置若干个扇形的内流道（824），内流道（824）贯通至本体下端面，外流槽（823）为凹弧形与地热水换流器外体（801）内壁形成腔体，并与上换流接孔（804）和下换流接孔（805）对应，外流槽（823）设置于第二内替换组件定位块（822）一侧。
[0013]一种用于中深层地热井同井采灌操作方法，包括如下步骤：步骤1，勘察井段位置，采用444.5mm钻头钻至设计井深后，放入表层套管（5），在表层套管（5）外壁四周注入水泥浆全井段固井，表层套管（5）外径为339.72mm；步骤2，在表层套管（5）内腔中开钻，采用311.15mm钻头钻至设计层顶部，并入层深度小于3m，放入技术套管（9），在技术套管（9）外壁四周注入水泥浆全井段固井，技术套管（9）外径为244.48mm，技术套管（9）上端与表层套管（5）下端重叠至少40m；步骤3，随后在技术套管（9）内腔中开钻，采用215.9mm钻头钻穿目的层至目的层600m后完钻后，进行测井、洗井作业，确保水清砂净；步骤4，根据地球物理测成果和综合录井结果确定地热井开采层位（13）和回灌层位（14）的位置；步骤5，自底部而上依次放置并连接生产筛管（12）、第二管外封隔器（11）、生产实管（10）、地热水换流器（8）和泵室管（3），泵室管（3）内部安装潜水泵（4）形成生产管道串入地热井内，地热水换流器（8）外壁周围安装第一管外封隔器（7）和悬挂台阶（6），第一管外封隔
器（7）安装在上换流接孔（804）和下换流孔（805）之间，悬挂台阶（6）座挂接在技术套管（9）顶部；地热水换流器（8）内部安装地热水换流器第一内替换组件（811）；步骤6，作业时，开采层位（13）的地热水经过生产实管（10）外壁和地热水换流器（8）流入泵室管（3）内腔，通过潜水泵（4）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于，包括：空气压缩机（1）、高压气管线（2）、泵室管（3）、潜水泵（4）、表层套管（5）、悬挂台阶（6）、第一管外封隔器（7）、地热水换流器（8）、技术套管（9）、生产实管（10）、生产筛管（12）、开采层位（13）、回灌层位（14）；地面钻孔放置表层套管（5）固定，表层套管（5）内径中向下钻孔放置技术套管（9）固定，技术套管（9）内径中向下钻孔放置生产实管（10）固定，生产实管（10）底部设置生产筛管（12）并对应回灌层位（14），生产筛管（12）顶部上方对应开采层位（13），生产实管（10）通过地热水换流器（8）连通泵室管（3），泵室管（3）内部设置潜水泵（4），地热水换流器（8）外环周围设置第一管外封隔器（7）和悬挂台阶（6），悬挂台阶（6）设置在第一管外封隔器（7）上方周围并抵贴固定于表层套管（5）内径，空气压缩机（1）通过高压气管线（2）分别连接泵室管（3）和表层套管（5）内部与泵室管（3）外部形成的空腔内。2.根据权利要求1所述一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于：所述回灌层位（14）与开采层位（13）分隔区抵贴生产实管（10）外表面周围设置第二管外封隔器（11）。3.根据权利要求1所述一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于：所述地热水换流器（8）包括地热水换流器外体（801）、连接母丝扣（802）、连接公丝扣（803）、上换流接孔（804）、下换流接孔（805）、导向槽（806）、定位凹槽（807）；地热水换流器外体（801）一端内径设置连接母丝扣（802），另一端外径设置连接公丝扣（803），地热水换流器外体（801）靠近连接公丝扣（803）的一端分别设置若干个上换流接孔（804）和下换流接孔（805），上换流接孔（804）设置于下换流接孔（805）上，地热水换流器外体（801）中部内壁分别设置若干个导向槽（806）和定位凹槽（807），导向槽（806）为锥形与定位凹槽（807）一端连接。4.根据权利要求1所述一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于：所述地热水换流器（8）内部安装地热水换流器第一内替换组件（811）或地热水换流器第二内替换组件（821）。5.根据权利要求4所述一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于：地热水换流器第一内替换组件（811）包括第一内替换组件定位块（812）、第一换流孔（813）、第二换流孔（814）、第一内替换组件打捞矛头（815）；地热水换流器第一内替换组件（811）本体为圆柱体，第一内替换组件定位块（812）至少设置4个对应固定于地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面上，地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面一端设置若干个第二换流孔（814），另一端设置若干个第一换流孔（813），第二换流孔（814）设置于第一内替换组件定位块（812）一端，地热水换流器第一内替换组件（811）本体的上端面为凹型体，第一内替换组件打捞矛头（815）设置于上端面凹型体中心，第一内替换组件打捞矛头（815）周围设置若干个第一换流孔（813），地热水换流器第一内替换组件（811）本体的下端面为凹型体，下端面凹形体设置若干个第二换流孔（814）；所述第一内替换组件打捞矛头（815）周围设置若干个第一换流孔（813）与地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面设置若干个第一换流孔（813）相通。6.根据权利要求5所述一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于：所述地热水换流器第一内替换组件（811）本体的下端面设置若干个第二换流孔（814）与地热水换流器第一内替换组件（811）本体外表面设置若干个第二换流孔（814）相通。7.根据权利要求4所述一种用于中深层地热井同井采灌装置，其特征在于：地热水换流
器第二内替换组件（821）包括第二内替换组件定位块（822）、外流槽（823）、内流道（824）、第二内替换组件打捞矛头（825）；地热水换流器第二内替换组件（...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪浩，马一宁，高健，徐正琴，李小军，
申请(专利权)人：河北绿源地热能开发有限公司，
类型：发明
国别省市：