一种地热井结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种地热井结构，该地热井结构包括：固井套管和取热管；其中，固井套管沿地热井的内壁设置且沿地热井的长度方向延伸；取热管在固井套管内沿固井套管的长度方向设置，并且，取热管与固井套管的内壁之间间隔设置，以使取热管与固井套管之间形成环形通道，换热介质在环形通道流动，并在自取热管的入口流动至取热管内，以沿取热管抽至地面进行供暖；取热管沿固井套管的长度方向分为若干段，包括：保温管、换热管，并且，换热管设置在保温管的下方且与保温管相连通。本实用新型专利技术通过设置在上部的保温管减缓取热管内外换热介质之间换热，进而避免取热管内换热介质热量的损失，以提高地热井的供热能力。以提高地热井的供热能力。以提高地热井的供热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种地热井结构


[0001]本技术涉及新能源与节能环保
，具体而言，涉及一种地热井结构。

技术介绍

[0002]我国地域宽广，横跨多个气候带。在快速的经济社会发展中，随着人民对美好生活的追求越来越高，供热成为一个重要能源利用方向。供热的方式主要分为集中式供热和分布式供热。集中式供热一般指采用热电厂对一个较大的区域进行集中供热的方法，主要采用的一次能源是煤炭，但是随着我国环保形势的日益紧张，这种采用热电厂燃煤锅炉采暖的方式会排放大量的烟气，污染环境，使环境保护承压。另一种常见的方式分布式供热，当前在我国“煤改气、煤改电”的统一指挥下，很多城市普遍采用的分布式供热的热源一般有燃气锅炉、燃气壁挂炉和电空气源热泵，然而这些技术在运行过程中暴露出了许多的问题。第一个问题是运行费用高，煤改后采暖运行费由二十多元猛增至三十多至六十多元。以燃气壁挂炉为例，普遍运行费在40~50多元。集中供暖的燃气锅炉采暖费也在三十多元。严重拖累供暖企业及政府，供暖企业入不敷出，政府为保民生项目推出补贴，拖累地方财政。二是排放高。根据国家燃气锅炉排放要求，燃气锅炉二氧化硫排放在50mg/m
³
，氮氧化物排放在150~200mg/m
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，颗粒物排放浓度在20mg/m
³
，烟气黑度≤1，如全部煤改后其规模和体量也是不能回避的。电空气源热泵使用电为驱动能源，在采暖区域的华北及东北区域，普遍使用火力发电，电作为二次能源也是使用煤这种一次能源转换来，采暖更改后，增加电量使用，增加火电厂的污染，污染依旧存在。因此在这种现实情况下，采用地热能作为供暖一次热源就是一种既环境友好而且运行费用还比较低的一种技术。
[0003]地热能的使用主要分为水热型地热和干热岩型地热，可以利用到采暖等各个需要中低温热源的行业。水热型地热原来发展较多，但是该技术是直接将地下水采至地面然后回注，受限于技术和底层结构的多样性，目前采出的地热水回注效果不好或者完全不能回注。
[0004]干热岩型地热是目前一种新型的采热方式，该方式将地面的水注入干热岩地热井，与井内高温岩层换热后抽至地面利用。该技术不采水，不破坏地层，是一种洁净绿色的环保供暖方式，受到了政府和企业的高度重视。
[0005]干热岩地热井采用垂直井结构的较多。垂直地热井是指中深层地热的垂直单井取热器，一般采用套管形式，环空进入地下，从内换热套管中间出，施工方便，隔热良好，取热量不高，平均单井一般供热能力能够达到10000-15000
㎡
，平均每平方米的初期投资达到180元以上。
[0006]但是，由于从地面注入地下的水是低温水，而经过井下换热后输送至地面的过程中，高温的水与注入的低温水隔着内换热套管，又进行了换热，降低了输送至地面的热水的温度，所以单井供热量不能有效提升，导致干热岩地热单井供热能力偏低不能增大。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本技术提出了一种地热井结构，旨在解决现有水换热后向上输出过程中与输入的低温水换热导致供热能力偏低的问题。
[0008]本技术提出了一种地热井结构，该地热井结构包括：固井套管和取热管；其中，所述固井套管沿地热井的内壁设置且沿所述地热井的长度方向延伸；所述取热管在所述固井套管内沿所述固井套管的长度方向设置，并且，所述取热管与所述固井套管的内壁之间间隔设置，以使所述取热管与所述固井套管之间形成环形通道，换热介质在所述环形通道流动，且与所述地热井四周的岩层进行换热，并在自所述取热管的入口流动至所述取热管内，以沿所述取热管抽至地面进行供暖；所述取热管沿所述固井套管的长度方向分为若干段，包括：用以减缓内外换热介质换热的保温管、用以促使内外换热介质换热的换热管，并且，所述换热管设置在所述保温管的下方且与所述保温管相连通。
[0009]进一步地，上述地热井结构，所述固井套管沿所述地热井的长度方向分为若干段，包括：用以减缓所述换热介质与地层之间换热的保温段、用以促使所述换热介质与所述岩层之间换热的换热段；所述换热段设置在所述保温段的下方且与所述保温段相连通，并且，所述换热段的末端为封闭端，以使所述固井套管的内部与所述地热井的井壁相隔离。
[0010]进一步地，上述地热井结构，所述换热段的首端位于地层温度大于阈值的位置处，并且，所述换热段和所述保温段之间设置且连接有固定段；所述阈值大于所述环形通道进口处换热介质的温度。
[0011]进一步地，上述地热井结构，所述换热管上设有加强换热件，用以强化换热管内外换热介质之间的换热。
[0012]进一步地，上述地热井结构，所述保温段的末端与等温地层之间的间距在第一预设范围内，所述等温地层的地层温度等于所述环形通道进口处换热介质的温度。
[0013]进一步地，上述地热井结构，所述换热管上设有加强换热件，用以强化换热管内外换热介质之间的换热。
[0014]进一步地，上述地热井结构，所述加强换热件为螺旋翅片、板式翅片，或所述加强换热件为所述换热管的管壁上设置的压花或凹槽结构。
[0015]进一步地，上述地热井结构，所述保温管的末端与等温层之间的间距在第二预设范围内；在所述等温层处，所述取热管内外换热介质的温度相同。
[0016]进一步地，上述地热井结构，所述换热管和所述保温管之间设置且连接有固定管。
[0017]进一步地，上述地热井结构，所述保温管为绝热管、内填隔热层的双层套管或内外壁设有保温层的管结构。
[0018]进一步地，上述地热井结构，所述保温层为ZS-1高温保温隔热涂层、纳米陶瓷涂层、隔热防腐保温涂层。
[0019]本技术提供的地热井结构，地热井内通过固井套管可避免地层中的水涌入固井套管内，而且可以防止井筒塌缩；同时固井套管内设有取热管，以便取热管与固井套管之间形成环形通道，以便换热介质在环形通道流动且与地热井四周的岩层进行换热，并在自取热管的入口流动至取热管内，以沿取热管抽至地面进行供暖；通过设置在上部的保温管减缓取热管内外换热介质之间换热，进而避免取热管内换热介质热量的损失，以提高地热井的供热能力；通过设置下部的换热管，促使换热管内外的换热介质进行换热，以确保地热
能的充分吸收和利用，提高地热能的利用率，提高地热井的供热能力。该地热井结构通过保温管的设置克服或减少高温水与低温水经取热管换热情况，避免热量的损失，提升单井的供热量和供热温度品质，实现了只取热不取水，对环境比较友好。
附图说明
[0020]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0021]图1为本技术第一实施例提供的地热井结构的结构示意图；
[0022]图2为本技术第二实施例提供的地热井结构的结构示意图；
[0023]图3为本技术第三实施例提供的地热井结构的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地热井结构，其特征在于，包括：固井套管（1）和取热管（2）；其中，所述固井套管（1）沿地热井（3）的内壁设置且沿所述地热井（3）的长度方向延伸；所述取热管（2）在所述固井套管（1）内沿所述固井套管（1）的长度方向设置，并且，所述取热管（2）与所述固井套管（1）的内壁之间间隔设置，以使所述取热管（2）与所述固井套管（1）之间形成环形通道（4），换热介质在所述环形通道（4）流动，且与所述地热井（3）四周的岩层进行换热，并在自所述取热管（2）的入口流动至所述取热管（2）内，以沿所述取热管（2）抽至地面进行供暖；所述取热管（2）沿所述固井套管（1）的长度方向分为若干段，包括：用以减缓内外换热介质换热的保温管（21）、用以促使内外换热介质换热的换热管（22），并且，所述换热管（22）设置在所述保温管（21）的下方且与所述保温管（21）相连通。2.根据权利要求1所述的地热井结构，其特征在于，所述固井套管（1）沿所述地热井（3）的长度方向分为若干段，包括：用以减缓所述换热介质与地层之间换热的保温段（11）、用以促使所述换热介质与所述岩层之间换热的换热段（12）；所述换热段（12）设置在所述保温段（11）的下方且与所述保温段（11）相连通，并且，所述换热段（12）的末端为封闭端，以使所述固井套管（1）的内部与所述地热井（3）的井壁相隔离。3.根据权利要求2所述的地热井结构，其特征在于，所述换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，刘洪涛，
申请(专利权)人：广东中科光年数智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：