CN107643012A - 一种高温石油干井梯级利用系统 - Google Patents

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CN107643012A CN201610594258.8A CN201610594258A CN107643012A CN 107643012 A CN107643012 A CN 107643012A CN 201610594258 A CN201610594258 A CN 201610594258A CN 107643012 A CN107643012 A CN 107643012A
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康喆
陆冀升
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Tianjin Huosi Woming Energy Saving Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种高温石油干井梯级利用系统，包括分离式热管蒸发段、工质泵、分离式热管冷凝段、石油干井、热泵机组、压力调节阀以及容积式换热器，在外界土壤内制出石油干井并在该石油干井内埋入分离式热管蒸发段，分离式热管蒸发段通过管路顺序连接容积式换热器、分离式热管冷凝段以及工质泵，工质泵出口端回连分离式热管冷凝段，分离式热管蒸发段与容积式换热器之间的管路上安装有一压力调节阀；分离式热管冷凝段连接有一热泵机组。本发明的特点是将分离式热管技术与石油干井回收利用相结合，针对井下温度较高的地热干井，回收利用，整体系统不仅能够实现为建筑冬季供暖的目的，通过能量梯级利用，使干热井中热量得到充分应用。

Description

一种高温石油干井梯级利用系统
技术领域
本发明属于建筑供暖热泵系统领域，尤其是一种高温石油干井梯级利用系统。
背景技术
热管技术，热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
石油干井，指任何产出不具有商业价值的油或气的井，干井可能产水或气或者能采的出一点油，但不具有商业价值。
发明内容
本发明针对高温石油干井利用情况，利用分离式热管技术，对干热井中的热量进行梯级利用的建筑供暖系统，提出一种高温石油干井梯级利用系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种高温石油干井梯级利用系统，其特征在于：包括分离式热管蒸发段、工质泵、分离式热管冷凝段、石油干井、热泵机组、压力调节阀以及容积式换热器，在外界土壤内制出石油干井并在该石油干井内埋入分离式热管蒸发段，分离式热管蒸发段通过管路顺序连接容积式换热器、分离式热管冷凝段以及工质泵，工质泵出口端回连分离式热管冷凝段，分离式热管蒸发段与容积式换热器之间的管路上安装有一压力调节阀；分离式热管冷凝段连接有一热泵机组。
而且，在容积式换热器的输入端与输出端之间还连接有一安装有控制阀的短路管。
而且，容积式换热器还连接室内供暖循环系统，室内室内供暖循环系统由依次连接的容积式换热器、水泵以及室内末端组成。
本发明的优点和积极效果是：
1、将原无商业价值的石油干井变废为宝，通过梯级换热得到充分利用，为建筑供暖。
2、利用二氧化碳作为循环介质更加环保。
3、充分利用二氧化碳物性，通过调节阀调节运行压力，实现不同蒸发温度调节，减少热堆积对系统的影响。
4、不抽取地下热水，更加环保。
5、仅使用数量较少的热干井即可实现大面积供暖，初期投资低。
6、热源侧只有二氧化碳与土壤一次换热减少温差换热，更节能。
7、本发明的特点是将分离式热管技术与石油干井回收利用相结合，针对井下温度较高的地热干井，回收利用，整体系统不仅能够实现为建筑冬季供暖的目的，同时，不抽取地下水，能够广泛用于各种石油干井，使原有的石油干井，废井变废为宝，通过能量梯级利用，使干热井中热量得到充分应用。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图。
图中标记代表：分离式热管蒸发段(1)，工质泵(2)，分离式热管冷凝段(3)，石油干井(4)，热泵机组(5)，压力调节阀(6)，外界土壤(7)，容积式换热器(8)，水泵(9)，短路管(10)。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种高温石油干井梯级利用系统，包括分离式热管蒸发段1，工质泵2，分离式热管冷凝段3，石油干井4，热泵机组5，压力调节阀6，容积式换热器8，水泵9，短路管10，将干井中的热量通过分离式热管进行梯级利用，
在外界土壤7内制出石油干井4并在该石油干井内埋入分离式热管蒸发段1，在分离式热管蒸发段外周填充有回填材料，
分离式热管蒸发段通过管路顺序连接容积式换热器8、分离式热管冷凝段3以及工质泵2，工质泵出口端回连分离式热管冷凝段形成循环系统，分离式热管蒸发段与容积式换热器之间的管路上安装有一压力调节阀6；分离式热管冷凝段连接有一热泵机组5，该热泵机组包括压缩机，换热器，膨胀阀，热泵机组部分已经有大量应用，本文不作详细描述。
在容积式换热器的输入端与输出端之间还连接有一安装有控制阀的短路管10，开启该短路管时，则管路内的水不经过容积式换热器。
容积式换热器还连接室内供暖循环系统，室内室内供暖循环系统由依次连接的容积式换热器、水泵9以及室内末端(图中未显示)组成。
本系统针对于井底温度较高，一般大于80℃的石油干井，利用分离式热管技术与石油废井使用相结合，实现为建筑冬季供暖的目的。系统主要分为四部分：第一部分石油干井部分，石油干井是指任何产出不具有商业价值的油或气的井，干井可能产水或气或者能采的出一点油，但不具有商业价值。第二部分为分离式热管部分，主要由蒸发段，冷凝段，工质泵，回流段等组成；第三部分为热泵部分，主要由压缩机，换热器，膨胀阀组成，这一部分已经有大量应用。第四部分为能量一级使用系统，主要由容积式换热器，循环水泵，室内末端构成，主要作用为将由蒸发段蒸发后的高温蒸汽进行第一级利用，并为室内供暖，将四部分连接，构成了一整套可以用于为建筑冬季供暖的石油干井梯级利用供暖系统。
运行时，分离式热管使用的工作介质为二氧化碳，二氧化碳在分离式热管蒸发段蒸发，形成过热蒸汽，形成的蒸汽由于密度很轻，上升至调节阀，通过调解阀进入容积式换热器，容积式换热器中的介质为水，二氧化碳在容积式换热器中一次换热，水温升高，水温为45℃，通过水泵供给建筑，实现地板采暖，由容积式换热器换热后，二氧化碳进入冷凝段，冷凝段为一个管壳式换热器，壳侧为二氧化碳冷凝，管侧为热泵机组制冷剂，二氧化碳在冷凝段放热，将从石油干井蒸发吸收的热量传递给热泵机组，为热泵机组提供热源，凝结为液态的二氧化碳通过工质泵循环至蒸发段，吸收石油干井中土壤的热量蒸发，完成循环
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种高温石油干井梯级利用系统，其特征在于：包括分离式热管蒸发段、工质泵、分离式热管冷凝段、石油干井、热泵机组、压力调节阀以及容积式换热器，在外界土壤内制出石油干井并在该石油干井内埋入分离式热管蒸发段，分离式热管蒸发段通过管路顺序连接容积式换热器、分离式热管冷凝段以及工质泵，工质泵出口端回连分离式热管冷凝段，分离式热管蒸发段与容积式换热器之间的管路上安装有一压力调节阀；分离式热管冷凝段连接有一热泵机组。
2.根据权利要求1所述的高温石油干井梯级利用系统，其特征在于：在容积式换热器的输入端与输出端之间还连接有一安装有控制阀的短路管。
3.根据权利要求1所述的高温石油干井梯级利用系统，其特征在于：容积式换热器还连接室内供暖循环系统，室内室内供暖循环系统由依次连接的容积式换热器、水泵以及室内末端组成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112781417A (zh) * 2020-04-10 2021-05-11 山东黄金集团有限公司 一种热管换热器组合及其地源热泵系统
CN114963595A (zh) * 2022-05-26 2022-08-30 西安科技大学 一种深部矿井内预埋采热管的地热开采系统

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