CN108678709B - 一种地热井井筒套管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地热井井筒套管，包括承载龙骨、定位板、隔热基体、耐高温衬层及温差发电装置，其中承载龙骨为空心圆柱体框架结构，隔热基体包覆在承载龙骨外，定位板与承载龙骨外表面连接，前端面超出隔热基体外表面至少5厘米，耐高温衬层为与承载龙骨同轴分布的管状结构并嵌于承载龙骨内，温差发电装置嵌于隔热基体与耐高温衬层之间。本发明一方面可极大的提高地热井井壁施工作业的工作效率和质量，并降低施工成本，另一方面可有效的提高地热井工作中的热能损耗及因地质变化等造成的地热井损坏现象，从而极大的提高了地热井设备运行的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种地热能开发利用设备，确切地说是一种地热井井筒套管。
背景技术
目前在进行地热能开发利用中，主要是通过地热井对热水、热气等地热资源进行开发利用，当前在进行地热井的建设中，为了提高地热井运行的稳定性和靠性，避免热能损耗，往往需要为地热井内表面上配备具备隔热和导流作用的套管设备，但在实际的施工中发现，当前所使用的套管往往均是采用的传统高温管材设备，虽然一定程度上可以满足对地下热水、热气等资源的输送、保温及提高地热井井壁结构强度等目的，但当前所使用的这类套管设备在地热井内壁安装固定式的施工难度相对较大，定位的稳定性、可靠性也相对较差，从而导致施工难度和成本增加，但施工质量和效率均相对较差，同时当前所使用的套管设备对热能的保温防护及综合利用率也相对较大，且对地址变化等因素对地热井井壁的作用力也缺少有效的检测和防护能力，因此针对这一现状，迫切需呀开发一种全新地热井用套管设备，以满足实际使用的需要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种地热井井筒套管，该发明结构简单，使用灵活方便，结构强度、耐高温性能好，同时另具有良好的保温能力、定位能力和热能综合利用率的能力，从而一方面可极大的提高地热井井壁施工作业的工作效率和质量，并降低施工成本，另一方面可有效的提高地热井工作中的热能损耗及因地质变化等造成的地热井损坏现象，从而极大的提高了地热井设备运行的可靠性和稳定性。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种地热井井筒套管，包括承载龙骨、定位板、隔热基体、耐高温衬层及温差发电装置，其中承载龙骨为空心圆柱体框架结构，隔热基体包覆在承载龙骨外并与承载龙骨同轴分布，定位板若干，其末端与承载龙骨外表面连接，并环绕承载龙骨轴线呈螺旋状分布，且定位板板面与承载龙骨轴线呈0°—60°夹角，定位板前端面超出隔热基体外表面至少5厘米，且定位板与隔热基体间通过连接机构相互连接，隔热基体内表面设若干定位槽，并通过定位槽与耐高温衬层相互连接，耐高温衬层为与承载龙骨同轴分布的管状结构并嵌于承载龙骨内，耐高温衬层后表面均布凸块，且各凸块均嵌于隔热基体的定位槽内，并通过定位槽与隔热基体相互连接，温差发电装置若干，嵌于隔热基体与耐高温衬层之间，且各温差发电装置间通过集线端子相互混联，集线端子至少一个，并嵌于隔热基体上端面。
进一步的，所述的承载龙骨包括承载杆、连接扣、温度传感器、压力传感器，其中承载杆若干，各承载杆间通过连接扣相互连接构成空心圆柱体，所述的温度传感器、压力传感器均若干，并沿承载龙骨轴线均布在承载龙骨的外表面和内表面，且所述的温度传感器、压力传感器中，每一个温度传感器和一个压力传感器构成一个工作组，各工作组间相互并联。
进一步的，所述的隔热基体下端外侧面设坡口，且坡口与隔热基体轴线呈15°—60°夹角。
进一步的，所述的隔热基体下端面均布若干三角形、楔形、梯形结构任意一种的切削刃，且各切削刃环绕隔热基体轴线均布。
进一步的，所述的切削刃与隔热基体为一体式结构，或切削刃末端嵌于隔热基体下端面。
进一步的，所述的耐高温衬层均布若干导流板，且所述的导流板环绕承载龙骨轴线呈螺旋状分布，且定位板板面与承载龙骨轴线呈0°—60°夹角。
进一步的，所述的导流板上均布若干导流孔，且所述的导流孔轴线与承载龙骨轴线平行分布。
本发明发明结构简单，使用灵活方便，结构强度、耐高温性能好，同时另具有良好的保温能力、定位能力和热能综合利用率的能力，从而一方面可极大的提高地热井井壁施工作业的工作效率和质量，并降低施工成本，另一方面可有效的提高地热井工作中的热能损耗及因地质变化等造成的地热井损坏现象，从而极大的提高了地热井设备运行的可靠性和稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所述的一种地热井井筒套管，包括承载龙骨1、定位板2、隔热基体3、耐高温衬层4及温差发电装置5，其中承载龙骨1为空心圆柱体框架结构，隔热基体3包覆在承载龙骨1外并与承载龙骨1同轴分布，定位板2若干，其末端与承载龙骨1外表面连接，并环绕承载龙骨1轴线呈螺旋状分布，且定位板2板面与承载龙骨1轴线呈0°—60°夹角，定位板2前端面超出隔热基体3外表面至少5厘米，且定位板2与隔热基体3间通过连接机构相互连接，隔热基体3内表面设若干定位槽6，并通过定位槽6与耐高温衬层4相互连接，耐高温衬层4为与承载龙骨1同轴分布的管状结构并嵌于承载龙骨1内，耐高温衬层4后表面均布凸块7，且各凸块7均嵌于隔热基体3的定位槽6内，并通过定位槽6与隔热基体3相互连接，温差发电装置5若干，嵌于隔热基体3与耐高温衬层4之间，且各温差发电装置5间通过集线端子8相互混联，集线端子8至少一个，并嵌于隔热基体3上端面。
本实施例中，所述的承载龙骨1包括承载杆101、连接扣102、温度传感器103、压力传感器104，其中承载杆101若干，各承载杆101间通过连接扣102相互连接构成空心圆柱体，所述的温度传感器103、压力传感器104均若干，并沿承载龙骨1轴线均布在承载龙骨1的外表面和内表面，且所述的温度传感器103、压力传感器104中，每一个温度传感器103和一个压力传感器104构成一个工作组，各工作组间相互并联。
本实施例中，所述的隔热基体3前端外侧面设坡口9，且坡口9与隔热基体3轴线呈15°—60°夹角，所述的隔热基体3前端面均布若干三角形、楔形、梯形结构任意一种的切削刃10，且各切削刃10环绕隔热基体3轴线均布，所述的切削刃10与隔热基体3为一体式结构，或切削刃10末端嵌于隔热基体3前端面，所述的耐高温衬层4均布若干导流板11，且所述的导流板环11绕承载龙骨1轴线呈螺旋状分布，且定位板11板面与承载龙骨1轴线呈0°—60°夹角。
此外，所述的导流板11上均布若干导流孔12，且所述的导流孔12轴线与承载龙骨1轴线平行分布。
本发明在具体实施时，首先对本发明的承载龙骨、定位板、隔热基体、耐高温衬层及温差发电装置进行组装，并使组装好的本发明内径与地热井内径相同，然后将组装好的本发明上端面与钻探设备连接，并使本发明与地热井间同轴分布，最后由钻探设备驱动本发明进行旋转钻探作业，通过本发明前端的坡口和切削刃对地层进行钻削，同时通过定位板呈螺旋状嵌入到地层中，从而实现对本发明进行安装定位的需要，并对完成定位后的本发明内部进行必要清理后即可实现地热采集作业的需要。
在本发明定位并进行地热采集时，一方面通过温差发电装置对经过本发明内的地热资源进行温差发电，提高地热能的综合利用，并在地热能资源通过本发明时，由耐高温衬层和耐高温衬层内的导流板对地热资源进行承载并导流，提高地热资源采集的效率并达到对采集压力和压力作用力调整的目的，另一方面通过温度传感器、压力传感器实现对热能泄漏和地层对井壁压力变化参数进行全面采集，在提高对地热井承载能力的同时，实现对地热井进行运行状态监控的目的。
本发明发明结构简单，使用灵活方便，结构强度、耐高温性能好，同时另具有良好的保温能力、定位能力和热能综合利用率的能力，从而一方面可极大的提高地热井井壁施工作业的工作效率和质量，并降低施工成本，另一方面可有效的提高地热井工作中的热能损耗及因地质变化等造成的地热井损坏现象，从而极大的提高了地热井设备运行的可靠性和稳定性。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的地热井井筒套管包括承载龙骨、定位板、隔热基体、耐高温衬层及温差发电装置，其中所述的承载龙骨为空心圆柱体框架结构，所述的隔热基体包覆在承载龙骨外并与承载龙骨同轴分布，所述的定位板若干，其末端与承载龙骨外表面连接，并环绕承载龙骨轴线呈螺旋状分布，且定位板板面与承载龙骨轴线呈0°—60°夹角，所述的定位板前端面超出隔热基体外表面至少5厘米，且定位板与隔热基体间通过连接机构相互连接，所述的隔热基体内表面设若干定位槽，并通过定位槽与耐高温衬层相互连接，所述的耐高温衬层为与承载龙骨同轴分布的管状结构并嵌于承载龙骨内，所述的耐高温衬层后表面均布凸块，且各凸块均嵌于隔热基体的定位槽内，并通过定位槽与隔热基体相互连接，所述的温差发电装置若干，嵌于隔热基体与耐高温衬层之间，且各温差发电装置间通过集线端子相互混联，所述的集线端子至少一个，并嵌于隔热基体上端面。
2.根据权利要求1所述的一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的承载龙骨包括承载杆、连接扣、温度传感器、压力传感器，其中承载杆若干，各承载杆间通过连接扣相互连接构成空心圆柱体，所述的温度传感器、压力传感器均若干，并沿承载龙骨轴线均布在承载龙骨的外表面和内表面，且所述的温度传感器、压力传感器中，每一个温度传感器和一个压力传感器构成一个工作组，各工作组间相互并联。
3.根据权利要求1所述的一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的隔热基体下端外侧面设坡口，且坡口与隔热基体轴线呈15°—60°夹角。
4.根据权利要求1所述的一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的隔热基体下端面均布若干三角形、楔形、梯形结构任意一种的切削刃，且各切削刃环绕隔热基体轴线均布。
5.根据权利要求4所述的一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的切削刃与隔热基体为一体式结构，或切削刃末端嵌于隔热基体下端面。
6.根据权利要求1所述的一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的耐高温衬层均布若干导流板，且所述的导流板环绕承载龙骨轴线呈螺旋状分布，且定位板板面与承载龙骨轴线呈0°—60°夹角。
7.根据权利要求6所述的一种地热井井筒套管，其特征在于：所述的导流板上均布若干导流孔，且所述的导流孔轴线与承载龙骨轴线平行分布。
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