一种深层地热采集井及采热方法技术

本申请公开了一种深层地热采集井及采热方法，所述深层地热采集井至少包括第一对接井和第二对接井；第一对接井包括依次连通的直井段、斜井段和水平换热井段；所述第二对接井的井底与所述水平换热井段连通；所述水平井段位于温度至少在110℃以上的地质层。本申请还公开了采用上述采集井进行地底深层采热的方法。本申请通过在两口对接井的地底深层设置水平换热井段，增加换热介质在超深井地下的换热面积，提高了换热效率，实现了地下清洁热能的采集。集。集。

【技术实现步骤摘要】
一种深层地热采集井及采热方法


[0001]本申请涉及一种深层地热采集井及采热方法，属于热能采集领域。

技术介绍

[0002]地底热能的利用一直是能源利用的热门方向，它的优势在于：即便在没有地下热水的地区，只要地温梯度正异常，地下一定深度内就有高温岩体存在，利用注入地下的水等换热介质，就可将热能带上地面使用，比如取暖等，属于一种既清洁又环保，而且可以再生能源。
[0003]而如何实现地热的交换使用，是现今社会的急切需求之一。

技术实现思路

[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种深层地热采集井，通过对接井的地底深层对接，利用换热介质循环不断地提取地下热能。
[0005]所述深层地热采集井至少包括第一对接井和第二对接井；
[0006]第一对接井包括依次连通的直井段、斜井段和水平换热井段；
[0007]所述第二对接井的井底与所述水平换热井段连通；
[0008]所述水平井段位于温度至少在110℃以上的地质层。
[0009]可选地，所述第二对接井为直井；
[0010]优选地，所述第二对接井包括大径段和小径段；
[0011]所述大径段与所述水平换热井段连通，且所述大径段直径大于所述所述水平换热井段。
[0012]可选地，所述第水平换热井段的长度为1000～2000m。
[0013]可选地，所述水平井段的直径小于所述第一对接井、所述直井段、所述斜井段的直径。
[0014]可选地，所述水平换热井段的直径为190～250mm。<br/>[0015]本申请通过对于水平换热井段直径和长度的限定，使得整个采集井井身结构为“两头细，中间粗”的特点，且采集井具有较长的换热段，从而增加了换热时间，提高了换热面积，进而提高了换热效率。
[0016]可选地，所述第二对接井、所述直井段、所述斜井段内和所述水平换热井段内均设置有套管；
[0017]所述套管之间密封连接；
[0018]所述所述斜井段和所述水平换热井段的套管与井壁之间留有空隙。
[0019]可选地，所述第一对接井和所述第二对接井的井深均大于3000m。
[0020]可选地，所述第一对接井的深度大于所述水平换热井段所处深度。
[0021]可选地，所述第一对接井和所述第二对接井的井口外壁均设置有保温套层。
[0022]可选地，所述第二对接井的保温套层长度大于第一对接井的保温套层长度。
[0023]具体来说，本申请第一对接井井底在与所述水平换热井段对接连通后，依然向地底延伸，形成“沉砂袋”。若水平段为裸眼井，换热介质进入地层换热过程中，必然会对井壁冲刷，造成岩屑脱落，会沉积在第一对接井井底，造成采集井堵塞；若水平段非裸眼井，换热介质中携带的杂质也会阻塞井道。因此，“沉沙袋”的设置，能够保证井的正常使用，延长其使用寿命。优选地，第一对接井的深度至少比所述水平换热井段所处深度深150m。
[0024]本申请另一方面，提供了一种深层地热采集方法，采用上述任一项所述深层地热采集井进行地热采集；
[0025]所述方法至少包括：
[0026]步骤1、钻井形成在地底连通的第一对接井和第二对接井；
[0027]步骤2、将换热介质从所述第一对接井井口注入，换热介质依次沿直井段、斜井段和水平换热井段进入地层，被地热加热；
[0028]步骤3、加热后的所述换热介质从第二对接井井口涌出，进入用热系统换热，换热冷却；
[0029]步骤4、冷却后的所述换热介质重新进入第一对接井，进行循环换热。
[0030]可选地，所述步骤1包括：
[0031]1.1钻井依次形成第一对接井的直井段、斜井段和水平换热井段；
[0032]1.2在水平换热井段出口段对应位置，从地面钻进形成第二对接井。
[0033]本申请能产生的有益效果包括：
[0034]1)本申请所提供的深层地热采集井，在符合换热条件的底层，通过在两口对接井之间设置水平换热井段，增加换热介质再地下的换热面积，提高了换热效率，实现了地下清洁热能的采集。
[0035]2)本申请所提供的深层地热采集井，通过对水平换热井段的长度和直径，以及第二对接井井深的限定，使得增加了换热介质在地底的停留时间和换热面积，提高了热能采集效率。
[0036]3)本申请所提供的深层地热采集井，通过在井内设置套管，换热介质在管内流动，避免了热能采集对于地层可能带来的污染。
[0037]4)本申请所提供的深层地热采集井，通过在井口段，特别是作为出液口的第二对接井进口段，设置保温套层，减少了采集后热量的损失。
[0038]5)本申请钻井过程中，先施工水平换热井，再施工第二对接井直井对接水平换热井，相比于用水平换热井对接第二对接井直井方式，能够提高对接的成功率60％以上，缩短施工时间三分之一，使得钻井难度降低了45％。
附图说明
[0039]图1为本申请一种实施方式中深层地热采集井的结构示意图。
[0040]部件和附图标记列表：
[0041]1、第一对接井；1
‑
1、直井段；1
‑
2、斜井段；1
‑
3、水平换热井段；2、第二对接井；2
‑
1、小径段；2
‑
2、大径段；3、套管；4、保温套管。
具体实施方式
[0042]下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
[0043]本申请一种深层地热采集井，如图1所示，包括第一对接井1和第二对接井2；
[0044]所述第一对接井1包括依次连通的直井段1
‑
1、斜井段1
‑
2和水平换热井段1
‑
3。
[0045]所述第二对接井的井底与所述水平换热井段连通；
[0046]所述水平井段位于温度至少在110℃以上的地质层。
[0047]本申请通过设置斜井段1
‑
2，一方面是基于钻进需求，正常地下井连接无法形成完全垂直的的直角井；另一方面通过弧形的斜井段能够增加换热介质与地热的接触面积，从而增加热能交换；再次弧形斜井段能够对直接注入井的换热介质起到缓冲作用，避免了换热介质对于水平换热井段1
‑
3的直接冲击，造成井内套管损坏。
[0048]具体地，实施过程中，优选地，第一对接井1为注入井，第二对接井2为出口井，因此第二对接井2可以为直井，也可以采用与第一对接井1相同的结构。优选地，所述第二对接井包括大径段2
‑
2和小径段2
‑
1；
[0049]所述大径段2
‑
2与所述水平换热井段1
‑
3连通，且所述大径段2
‑
2直径大于所述所述水平换热井段1
‑
3。
[0050]为了使换热介质在地底能够充分换热，采集地热，本申请实施过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深层地热采集井，其特征在于，所述深层地热采集井至少包括第一对接井和第二对接井；第一对接井包括依次连通的直井段、斜井段和水平换热井段；所述第二对接井的井底与所述水平换热井段连通；所述水平井段位于温度至少在110℃以上的地质层；所述第二对接井包括大径段和小径段；所述大径段与所述水平换热井段连通，且所述大径段直径大于所述所述水平换热井段；所述第二对接井、所述直井段、所述斜井段和所述水平换热井段内均设置有套管；所述套管之间密封连接；所述斜井段和所述水平换热井段的套管与井壁之间留有空隙。2.根据权利要求1所述的深层地热采集井，其特征在于，所述第二对接井为直井。3.根据权利要求1所述的深层地热采集井，其特征在于，所述水平换热井段的长度为1000～2000m。4.根据权利要求1所述的深层地热采集井，其特征在于，所述水平换热井段的直径为190～250mm。5.根据权利要求1所述的深层地热采集井，其特征在于，所述第一对接井和所述第二对接井的井深均大于3000m。6.根据权利要求1所述的深层地热采集井，其特征在于，所述第一对接井的深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：申小龙，王少峰，赵真，罗娜宁，刘军，蒋同昌，
申请(专利权)人：陕西煤田地质勘查研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：