本实用新型专利技术提供的一种应用于热干岩的地热水平对接井，包括U型管，U型管含有两个竖直端和一个水平段，所述竖直段包括第一竖直段和第二竖直段，第一竖直段和第二竖直段分别设置在水平段两端，第一竖直段和水平段之间设有造斜段，第一竖直段和第二竖直段内设有套管。本实用新型专利技术解决了以往的地热开发造成地下水位、压力等改变，浅层地源热泵还需要电来加热的问题。本实用新型专利技术利用U型管结构实现了热能交换，采用套管既固定了井孔内壁，也方便了多级储能形成冲击波轰击井底岩石形成裂纹，而且还利用沉降段实现了少量碎石的收集，减少了孔壁固定成本，提高了热交换效率，在热干岩热量利用领域具有广泛的适用性。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于热干岩的地热水平对接井
本技术涉及能源领域，特别涉及一种地热能源利用装置领域。
技术介绍
热干岩热能是蕴藏在热干岩体中的地热资源，储热岩体中不存在热水和蒸汽。其温度可达到数百摄氏度，但是由于地表缺乏大气降水，或者因为其本身的透水能力太差，不能形成水热型地热资源，导致岩体所蕴藏的大量热能难以直接利用。据国家有关部门最新数据显示，我国大陆3-10千米深处热干岩资源总量相当于860万亿吨标煤，能开采出2％，就相当于2010年全国一次性能耗总量，即32.5亿吨标煤的5300倍。目前，人们想了很多方法将热干岩体转化为水热型地热田，如高压水力破碎，化学爆炸破碎，甚至利用地下核爆炸，人为地使热干岩体产生透水裂隙，然后通过钻孔将地表水送入其中汽化，再通过另一钻孔引出蒸汽而后利用，这个过程叫热干岩体激发。通过钻孔将地表水送入循环不仅避免了传统利用水热型地热田直接抽取地下热水导致地表下陷地下水位下降等问题，而且能够不再受岩层条件限制的利用储量更大的热干岩。经过不断地改进，目前已经形成了较为成熟的利用U型管开采热干岩热能技术，比如中国石油化工股份有限公司的CN201810977813.4一种热干岩单井闭式开发方法、西南石油大学的CN201810006014.2多向地热井及高效开采热干岩方法、中国石油大学(华东)的CN201610231296.7一种利用长水平井自循环开采致密热干岩地热能的方法、中国石油天然气股份有限公司的CN201821093301.3一种U型水平井等技术都提供了U型管热干岩热能开发方法，虽然这些技术都采取了各种方法延长能量交换时间，比如用水等压裂水平井、多打几个斜井、采用爆破方法炸裂地下热干岩等。还有一些采用在地下装入换热器等方法提到热交换速度，但是地下水平井安装这些结构复杂，打井压裂设备庞大工期长不利于野外施工。总的来说，现在技术提供的U型管热干岩热能开采技术一是压裂或者爆炸导致碎块堵塞钻好的井孔；二是压裂、爆炸或者多个斜孔增加水和热岩石接触面积的技术较为复杂，需要的材料多，控制难度大，后续井孔维护麻烦。
技术实现思路
针对现有技术中的压裂或者爆炸导致碎块堵塞钻好的井孔，压裂、爆炸或者多个斜孔增加水和热岩石接触面积的技术较为复杂，需要的材料多，控制难度大，后续井孔维护麻烦的技术问题，本技术提供了一种应用于热干岩的地热水平对接井，利用造斜段既方便了施工，也使得破裂底层岩层的装置能够固定，利用沉降段能够将少量的底层碎岩收集，避免出现堵塞井孔、破坏地热发电设备等问题，通过低频脉冲波装置利用脉冲波进行热干岩裂缝，设备简单效率高，方便了野外施工，在热干岩能量领域具有广泛的适用性。本技术提供的一种应用于热干岩的地热水平对接井，包括U型管，U型管含有两个竖直端和一个水平段，所述竖直段包括第一竖直段和第二竖直段，第一竖直段和第二竖直段分别设置在水平段两端，第一竖直段和水平段之间设有造斜段，第一竖直段和第二竖直段内设有套管。本技术中，第一竖直段和第二竖直段上部套管外部都设有保温层，保温层外部设有固定管。本技术中，套管为若干段依次连接而成，相邻的套管之间通过内连接管和外连接管固定。本技术中，每段套管上部设有外螺纹和内螺纹，除过最下面的一段套管外其他段套管下部设有外螺纹和内螺纹。本技术中，第二竖直段下部设有沉降段，沉降段在水平段下部。本技术中，套管包括内管、水泥层和外管，套管下设有底部套管，底部套管外部和下部设有金属层，底部套管内壁下部设有金属层，内壁金属层和下部金属层连通，底部套管下部内侧设有凸起。本技术中，底部套管内设有低频脉冲波装置，低频脉冲波装置包括外电极和内电极，外电极和内电极之间设有绝缘层，低频脉冲波装置前端设有开口，开口内设有正极头和负极头，正极头和内电极连接，负极头和外电极连接。本技术中，低频脉冲波装置上部设有弹性结构，外电极上部设有导向孔，弹性结构下端设置在导向孔中并与外电极活动连接，弹性结构上部设有弹簧，弹簧另外一端和绝缘层连接。本技术中，弹性结构上部呈弧形。本技术中，水平段和造斜段为裸眼井。本技术的有益效果:本技术提供的一种应用于热干岩的地热水平对接井，解决了以往的地热开发主要是直接利用地下热水资源，造成地下水位、压力等改变，浅层地源热泵还需要电来加热的问题。实现了中深层地热的开发利用，只取热而并不取水，无需辅助用电(额外的能源消耗)就能达到人类取暖和发电的目的，几乎不会对环境造成破坏，能够解决温室效应，大气污染等许多环境问题，是真正意义上的绿色能源和绿色环保利用。本技术提供的一种应用于热干岩的地热水平对接井开采热干岩热能，较之太阳能等资源，热干岩地热资源可以昼夜不停地提供能源供给，产能时间更长。它潜力巨大，将1立方米地热干岩从200℃冷却到180℃，理论上释放的能量相当于1275000吨石油的热量，能提供1000户居民20年的用电量。一口温度250℃的热干岩井，经过20年发电利用，温度仅仅下降1℃左右。本技术提供的一种应用于热干岩的地热水平对接井，利用U型管结构实现了地表水和热干岩的热能交换，采用套管既固定了井孔内壁，也方便了多级储能形成冲击波轰击井底岩石形成裂纹，而且还利用沉降段实现了少量碎石的收集，减少了孔壁固定成本，使得水平段和造斜段能够采用裸眼井进行能量交换，提高了热交换效率，在热干岩热量利用领域具有广泛的适用性。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术低频脉冲波装置原理图。图3为本技术低频脉冲波装置结构示意图。图4为本技术套管剖视结构示意图。图5为本技术套管立体结构示意图。图1-5中：1-第一竖直段、2-造斜段、3-水平段、4-第二竖直段、5-沉降段、6-套管、7-固定管、8-保温层、9-内管、10-外电极、11-绝缘层、12-内电极、13-正极头、14-弹性结构、15-开口、16-负极头、17-水泥层、18-外管、19-外螺纹、20-外连接管、21-内连接管、22-内螺纹。具体实施方式下面结合附图1-5和实施例对本技术的具体实施方式作进一步详细描述，但本技术的方法不限于下述实施例。在本技术中，为了便于描述，对本技术中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。本技术中所用到的套管6、低频脉冲波装置、高压直流电源等都通过市场途径采购或者定制。本技术提供的一种应用于热干岩的地热水平对接井，包括U型管，U型管含有两个竖直端和一个水平段，所述竖直段包括第一竖直段1和第二竖直段4，第一竖直段1和第二竖直段4分别设置在水平段3两端，第一竖直段1和水平段3之间设有造斜段2，第一竖直段1和第二竖直段4内设有套管。本技术中，第一竖直段1和第二竖直段4上部套管6外部都设有保温层8，保温层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于热干岩的地热水平对接井，包括U型管，U型管含有两个竖直段和一个水平段，其特征在于，所述竖直段包括第一竖直段和第二竖直段，第一竖直段和第二竖直段分别设置在水平段两端，第一竖直段和水平段之间设有造斜段，第一竖直段和第二竖直段内设有套管。/n
【技术特征摘要】
1.一种应用于热干岩的地热水平对接井，包括U型管，U型管含有两个竖直段和一个水平段，其特征在于，所述竖直段包括第一竖直段和第二竖直段，第一竖直段和第二竖直段分别设置在水平段两端，第一竖直段和水平段之间设有造斜段，第一竖直段和第二竖直段内设有套管。
2.如权利要求1所述的一种应用于热干岩的地热水平对接井，其特征在于，所述第一竖直段和第二竖直段上部套管外部都设有保温层，保温层外部设有固定管。
3.如权利要求1所述的一种应用于热干岩的地热水平对接井，其特征在于，所述水平段和造斜段为裸眼井。
4.如权利要求1所述的一种应用于热干岩的地热水平对接井，其特征在于，所述套管为若干段依次连接而成，相邻的套管之间通过内连接管和外连接管固定。
5.如权利要求4所述的一种应用于热干岩的地热水平对接井，其特征在于，每段所述套管上部设有外螺纹和内螺纹，除过最下面的一段套管外其他段套管下部设有外螺纹和内螺纹。
6.如权利要求1所述的一种应用于热干岩的地热水平对接井，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛仰海，
申请(专利权)人：薛仰海，
类型：新型
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。