CN108954881B - 一种深部地热井开缝装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深部地热井开缝装置及方法，包括切割系统和用于支撑切割系统的支架系统，支架系统包括支撑装置和在支撑装置上设置的固定夹子；切割系统包括拉杆、电机和水平设置的切割刀片，拉杆上端固定在固定夹子上，拉杆下端连接电机，电机输出轴与切割刀片相连以驱动切割刀片旋转，电机的电源线与外部电源相连。深部地热井开缝方法采用上述开缝装置，包括以下步骤：将地热井井口周围的地面下挖15～25cm，再平整、压实；安装深部地热井开缝装置；将电机和切割刀片下放到需要的工作深度；启动电机，切割刀片在井壁上进行开缝。本发明结构简单、使用方便、效率高，有利于解决地热井施工中引起的过滤器偏移问题。

Description

一种深部地热井开缝装置及方法

技术领域

本发明属于新能源施工技术领域，具体涉及一种深部地热井开缝装置及方法。

背景技术

近年来，政府对生态环境的关注程度以及社会公众的环保意识得到极大提高，使得生产生活及经济市场对清洁能源的需求逐渐增长。清洁能源指的是对环境友好的能源，环保、排放少、污染程度小，主要包括水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。

地热能是来自地球内部，并以热力形式存在的可再生能源。相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。此外，地热能是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。目前地热能的利用主要集中在地热发电、地热采暖、工业蒸发及精炼、种植和养殖业等方面。不论用作何种用途，通过设立地热井获取地下热水、汽资源都是进行热能开采的重要手段。

由于地热资源都在地下深部，地热井设计与施工过程中往往不能准确预判热源的埋藏深度，而实际施工开展后受各种主观、客观因素的影响，地热井井管的过滤器与热源深度范围出现一定程度的偏差，导致地热井的开采效果不够理想。因此，需要提供一种有效的设备及施工方法，当地热井井管的过滤器与热源深度范围出现偏差时，可以通过在地热井井壁上进行开缝的措施进行校正，以便改善地热井的开采能力。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种深部地热井开缝装置及方法，旨在解决地热井井管的过滤器和热源深度范围出现偏差的技术问题，改善地热井的开采能力。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种深部地热井开缝装置，包括切割系统和用于支撑切割系统的支架系统，支架系统包括支撑装置和在支撑装置上设置的固定夹子；切割系统包括拉杆、电机和水平设置的切割刀片，拉杆上端固定在固定夹子上，拉杆下端连接电机，电机输出轴与切割刀片相连以驱动切割刀片旋转，电机的电源线与外部电源相连。

进一步地，所述固定夹子为块状并设有上下贯穿的通孔，切割系统的拉杆上端穿过固定夹子的通孔；在固定夹子上设有横向的螺纹孔，螺纹孔与通孔贯通，固定螺栓与螺纹孔螺纹连接，固定螺栓里端与拉杆相抵接以将拉杆固定于固定夹子上。

进一步地，所述通孔横截面为正方形，拉杆横截面为与正方形内切的圆形。

进一步地，所述螺纹孔和固定螺栓为相对的两套，通过两固定螺栓将拉杆夹紧固定于固定夹子上。

进一步地，所述拉杆长度方向上设有刻度线，便于观察电机和切割刀片工作深度。

进一步地，所述支撑装置由3~4根支撑杆组成，支撑杆上端聚拢固定在一起，支撑杆下端沿上端聚拢点均匀分开用于支撑在地面上，固定夹子固定设置在支撑杆上端聚拢点处。

进一步地，所述切割刀片为圆形，边缘设置锯齿，切割刀片与电机输出轴连接的轴孔偏心设置且距离切割刀片最近处边缘的距离为切割刀片半径的一半，切割刀片的轴孔穿套在电机输出轴上和电机相连。

一种深部地热井开缝方法，其特征在于，采用上述的深部地热井开缝装置进行开缝，包括以下步骤：

（1）将地热井井口周围的地面下挖15～25cm以形成凹坑，将凹坑底面和侧面平整、压实；

（2）安装深部地热井开缝装置，使支架系统安放在凹坑中，电机和切割刀片正对井口并使切割刀片向电机外侧伸出较小以能够在地热井内部上下移动；

（3）松开固定螺栓，通过拉杆将电机和切割刀片往下放，同时观察拉杆上的刻度线，直到将电机和切割刀片下放到需要的工作深度为止，然后拧紧固定螺栓将拉杆位置固定；

（4）启动电机，切割刀片即可在井壁上进行开缝作业。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、切割刀片与电机输出轴连接的轴孔偏心设置且距离切割刀片最近处边缘的距离为切割刀片半径的一半，这样设置可以保证切割系统的有效工作，切割刀片向电机外侧伸出较小时能够在地热井内部上下移动，切割刀片向电机外侧伸出较大时能够在地热井井壁上进行切割开缝。

2、通过调节紧固螺栓控制设有刻度线的拉杆，将电机和切割刀片下放到的工作深度，控制方便、直观，效率高。

3、拉杆内切于固定夹子的正方形通孔，有效防止在工作过程中，拉杆出现水平方向上的晃动。

4、本发明的装置结构简单，使用方便。

附图说明

图1-本发明深部地热井开缝的装置的结构示意图。

图2-本发明的固定夹子的横向剖面图。

图3-本发明的固定夹子的纵向剖面图。

图4-本发明切割刀片的结构示意图。

其中：1-拉杆；2-固定夹子；3-电源线；4-支撑装置；5-井壁；6-电机；7-切割刀片；11-刻度线；21-固定螺栓；61-输出轴；71-刀片轴孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参见图1，深部地热井开缝装置包括切割系统和用于支撑切割系统的支架系统，支架系统包括支撑装置4和在支撑装置4上设置的固定夹子2，支撑装置4由3～4根支撑杆组成，支撑杆上端聚拢固定在一起，支撑杆下端沿上端聚拢点均匀分开用于支撑在地面上，固定夹子2固定设置在支撑杆上端聚拢点处。

切割系统包括拉杆1、电机6和水平设置的切割刀片7，拉杆1上端固定在固定夹子2上，拉杆1下端连接电机6，电机输出轴61与切割刀片7相连以驱动切割刀片7旋转，以在井壁5进行开缝，电机6的电源线3与外部电源相连。

由于切割系统的工作深度较深，本发明的深部地热井开缝装置中，电机6通过电源线3供电，电源线3缠绕在拉杆1上，线端与井口外的电源相连。这样，可以实现对切割系统的稳定供电。

参见图2和图3，固定夹子2为块状并设有上下贯穿的通孔，通孔横截面为正方形，拉杆1横截面为与正方形内切的圆形，有效防止开缝过程中拉杆1出现水平方向的晃动。切割系统的拉杆1上端穿过固定夹子2的通孔，在固定夹子2上相对的位置上设有两个横向的螺纹孔，螺纹孔与通孔贯通，两个固定螺栓21分别与其中一个螺纹孔螺纹连接，固定螺栓21里端与拉杆1相抵接以将拉杆1固定于固定夹子2上。

拉杆1上设有刻度线11，可以准确的判断电机6和切割刀片7的工作深度，以便在地热井井壁5的适当部位准确开缝。

参见图4，本发明的深部地热井开缝的装置，切割刀片7的刀片轴孔71偏离刀片的圆心位置，具体的，刀片轴孔71距离切割刀片7最近处边缘的距离为切割刀片7半径的一半。这样，可以保证切割系统的有效工作，切割刀片7向电机6外侧伸出较小时能够在地热井内部上下移动，切割刀片7向电机6外侧伸出较大时能够在地热井井壁5上进行切割开缝。

本发明深部地热井开缝方法采用上述深部地热井开缝装置进行开缝，包括以下步骤：

（1）将地热井井口周围的地面下挖15～25cm以形成凹坑，将凹坑底面和侧面平整、压实；

（2）安装深部地热井开缝装置，使支架系统安放在凹坑中，电机6和切割刀片7正对井口并使切割刀片7向电机外侧伸出较小以能够在地热井内部上下移动；

（3）松开固定螺栓21，通过拉杆1将电机6和切割刀片7往下放，同时观察拉杆上的刻度线11，直到将电机5和切割刀片7下放到需要的工作深度为止，然后拧紧固定螺栓21将拉杆位置固定；

（4）启动电机6，切割刀片7即可在井壁上进行开缝作业。

本发明专门针对地热井井管的过滤器与热源深度范围出现偏差时，可以通过在地热井井管上进行开缝的措施进行校正，以便改善地热井的开采能力。本发明开缝装置和方法可以应用到其他类似的领域。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种深部地热井开缝装置，其特征在于，包括切割系统和用于支撑切割系统的支架系统，支架系统包括支撑装置和在支撑装置上设置的固定夹子；切割系统包括拉杆、电机和水平设置的切割刀片，拉杆上端固定在固定夹子上，拉杆下端连接电机，电机输出轴与切割刀片相连以驱动切割刀片旋转，电机的电源线与外部电源相连；所述切割刀片为圆形，边缘设置锯齿，切割刀片与电机输出轴连接的轴孔偏心设置且距离切割刀片最近处边缘的距离为切割刀片半径的一半，切割刀片的轴孔穿套在电机输出轴上和电机相连。

2.根据权利要求1所述的一种深部地热井开缝装置，其特征在于，所述固定夹子为块状并设有上下贯穿的通孔，切割系统的拉杆上端穿过固定夹子的通孔；在固定夹子上设有横向的螺纹孔，螺纹孔与通孔贯通，固定螺栓与螺纹孔螺纹连接，固定螺栓里端与拉杆相抵接以将拉杆固定于固定夹子上。

3.根据权利要求2所述的一种深部地热井开缝装置，其特征在于，所述通孔横截面为正方形，拉杆横截面为与正方形内切的圆形。

4.根据权利要求2所述的一种深部地热井开缝装置，其特征在于，所述螺纹孔和固定螺栓为相对的两套，通过两固定螺栓将拉杆夹紧固定于固定夹子上。

5.根据权利要求1所述的一种深部地热井开缝装置，其特征在于，所述拉杆长度方向上设有刻度线，便于观察电机和切割刀片工作深度。

6.根据权利要求1所述的一种深部地热井开缝装置，其特征在于，所述支撑装置由3~4根支撑杆组成，支撑杆上端聚拢固定在一起，支撑杆下端沿上端聚拢点均匀分开用于支撑在地面上，固定夹子固定设置在支撑杆上端聚拢点处。

7.一种深部地热井开缝方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的一种深部地热井开缝装置进行开缝，包括以下步骤：

（1）将地热井井口周围的地面下挖15～25cm以形成凹坑，将凹坑底面和侧面平整、压实；

（2）安装深部地热井开缝装置，使支架系统安放在凹坑中，电机和切割刀片正对井口并使切割刀片向电机外侧伸出较小以能够在地热井内部上下移动；

（3）松开固定螺栓，通过拉杆将电机和切割刀片往下放，同时观察拉杆上的刻度线，直到将电机和切割刀片下放到需要的工作深度为止，然后拧紧固定螺栓将拉杆位置固定；

（4）启动电机，切割刀片即可在井壁上进行开缝作业。

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