CN109595837B - 利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法。所述利用油层套管传导地下热能的热能传导装置包括提拉结构、支撑结构、多个连接结构、换热结构和连接头，所述支撑结构包括两个限位板和两个连接板；多个所述连接结构圆周阵列设于一个所述限位板上；所述换热结构包括换热管、橡胶圈、多个通孔和连接通道，两个所述限位板上均设有多个圆周阵列分布的用于引流的所述通孔，所述连接结构与其中一个所述限位板上的所述通孔导通，用于油浴换热的所述换热管靠近所述橡胶圈的一端的截面为“十”字形结构。本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置具有换热效率高、换热质量好、设备检修维护效果好的优点。

Description

利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及使用方法

技术领域

本发明涉及地热设备技术领域，尤其涉及一种利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法。

背景技术

随着科技的发展，地热能源得到了运用，地热钻井是用于地热蒸气和地热水的钻井，地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，地热能是一种新的洁净能源，通过利用油层套管传导地下热能的热能传导装置将地热能转换为油液的热能，然后加热后的油液传导至热能利用设备将热能转换为可利用的其他能量。

然而传统的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置对热能的利用效率低，占用空间大，传统的换热管道螺旋分布，换热管道较长，在使用过程中损坏后检修维护不够方便快捷，维护不够灵活。

因此，有必要提供一种新的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种换热效率高、换热质量好、设备检修维护效果好的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置包括：提拉结构；

支撑结构，所述支撑结构连接于所述提拉结构，所述支撑结构包括两个限位板和两个连接板，两个所述限位板之间对称设有两个所述连接板，所述限位板与所述连接板之间可拆卸连接，所述提拉结构的底端设有两个所述限位板，所述限位板背离所述提拉结构的一端为半圆形结构；

多个连接结构，多个所述连接结构圆周阵列设于一个所述限位板上；

换热结构，所述换热结构设于两个所述限位板之间，所述换热结构包括换热管、橡胶圈、多个通孔和连接通道，两个所述限位板上均设有多个圆周阵列分布的用于引流的所述通孔，所述连接结构与其中一个所述限位板上的所述通孔导通，同一所述限位板上的所述通孔通过弧形结构的所述连接通道导通，背离所述连接结构的一个所述限位板上设有导通与所述通孔的所述橡胶圈，所述橡胶圈与所述换热管抵触，所述换热管背离所述橡胶圈的一端的端部为圆柱体结构，且所述连接结构与所述换热管之间螺纹连接，用于油浴换热的所述换热管靠近所述橡胶圈的一端的截面为“十”字形结构；

连接头，所述连接头贯穿于所述限位板与所述通孔导通。

优选的，所述提拉结构包括固定板、多个拉杆，所述拉杆上设置限位槽和限位块，所述固定板的两个端部分别固定于所述限位板，其中一个所述拉杆固定于所述限位板，所述拉杆的一侧底端设有所述限位块，所述拉杆的另外一侧设有所述限位槽，相邻两个所述拉杆上的所述限位块与所述限位槽卡合或所述限位槽与所述限位块卡合，所述限位块的高度小于所述拉杆的长度。

优选的，所述固定板与所述限位板之间通过螺栓连接，所述限位块与所述限位槽为截面大小相同的梯形结构。

优选的，两个所述限位板之间的所述连接板上固定有用于对所述换热管进行防护的防护网格，所述防护网格为“U”形结构。

优选的，所述连接结构包括密封圈和连接套，所述连接套设于背离所述橡胶圈的一个所述限位板上，所述连接套与所述限位板上的所述通孔导通，所述连接套与所述限位板之间转动连接，所述连接套与所述换热管之间螺纹连接，所述连接套背离所述换热管的一端设有用于对所述连接套进行密封的所述密封圈，所述密封圈与所述限位板抵触。

优选的，所述密封圈为圆台形结构，且所述连接套靠近所述换热管的一端的端部为正八边形结构。

优选的，所述利用油层套管传导地下热能的热能传导装置包括以下步骤：

步骤一：首先将所述提拉结构的端部固定在地热井的井口的龙门架上，然后调节所述提拉结构使所述支撑结构连同所述换热结构进入地热井的内部，调节连接于所述固定板的一个所述拉杆与相邻的一个所述拉杆之间的螺栓拆卸，使一个所述拉杆上的所述限位块与另外一个所述拉杆上的所述限位槽滑动，进而使相邻的两个所述拉杆的相背端的端部的距离最大，然后逐个调节相邻的两个所述拉杆，使所述换热管完全淹没在地热井中的热水中，然后将背离所述固定板的一个所述拉杆固定地热井的井口的龙门架上；

步骤二：将油液循环管的一端连接至热量循环利用装置，将油液循环管的另外一端连接至所述连接头，通过油液循环管实现热量转换设备与所述换热管的内部的油液进行换热；

步骤三：换热油液从一个油液循环管进入一个所述连接头，然后从所述连接头进入所述换热结构的内部，使油液进行加温，然后从另外一个所述连接头经过油液循环管排放至热能利用装置上，对地热能进行利用转换，油液从一个所述连接头进入所述通孔的内部，经过所述通孔与所述连接通道进入所述换热管的内部，经过所述换热管对地热井中的热能进行交换，升温后的油液从另外一个所述连接头排放至热能利用装置上；

步骤四：当对所述换热管进行拆卸时，调节所述连接结构，快速的对所述换热管进行检修维护，通过扳手拧动所述连接套，所述连接套与所述换热管之间螺纹连接，进而使所述连接套与所述换热管分离，然后对所述换热管进行拆卸，检修维护接触后，将所述换热管的一端与所述橡胶圈抵触，另一端与所述连接套之间螺纹连接，当所述密封圈与所述限位板抵触时，对所述连接套进行密封。

与相关技术相比较，本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法具有如下有益效果：

本发明提供一种利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法，两个所述限位板的内部均设有多个圆周阵列分布的通过所述连接通道导通的所述通孔，多个圆周阵列设置的所述换热管的一端与一个所述限位板上的与所述通孔导通的所述橡胶圈抵触，所述换热管的另外一端通过所述连接结构与另一个所述限位板上的所述通孔导通，进而大大提高了空间利用效率，减小了单个所述换热管的长度，降低了对所述换热管的内部的压力，进而使所述换热管的检修维护更加方便快捷，提高了所述换热管的循环利用效率，同时所述换热管的横截面为“十”字形结构，增大了单位体积的油液的换热面积，进而大大提高了换热效率及其质量，同时多个所述换热管圆周阵列设于两个所述限位板之间，使地热能源利用效率更高。

附图说明

图1为本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的A部放大示意图；

图3为图1所示的B部放大示意图；

图4为图3所示的限位板与换热结构的连接结构示意图；

图5为图4所示的限位板与换热结构的连接结构示意图；

图6为图5所示的C部放大示意图；

图7为本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置的使用方法的流程图。

图中标号：1、支撑结构，11、限位板，12、连接板，2、提拉结构，21、固定板，22、限位槽，23、拉杆，24、限位块，3、连接头，4、防护网格，5、换热结构，51、换热管，52、橡胶圈，53、通孔，54、连接通道，6、连接结构，61、密封圈，62、连接套。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，其中，图1为本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的A部放大示意图；图3为图1所示的B部放大示意图；图4为图3所示的限位板与换热结构的连接结构示意图；图5为图4所示的限位板与换热结构的连接结构示意图；图6为图5所示的C部放大示意图；图7为本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置的使用方法的流程图。利用油层套管传导地下热能的热能传导装置包括：提拉结构2；支撑结构1，所述支撑结构1连接于所述提拉结构2，所述支撑结构1包括两个限位板11和两个连接板12，所述提拉结构2的底端设有两个所述限位板11，所述限位板11背离所述提拉结构2的一端为半圆形结构，两个所述限位板11之间对称设有两个所述连接板12，所述限位板11与所述连接板12之间可拆卸连接；多个连接结构6，多个所述连接结构6圆周阵列设于一个所述限位板11上；换热结构5，所述换热结构5设于两个所述限位板11之间，所述换热结构5包括换热管51、橡胶圈52、多个通孔53和连接通道54，两个所述限位板11上均设有多个圆周阵列分布的用于引流的所述通孔53，所述连接结构6与其中一个所述限位板11上的所述通孔53导通，同一所述限位板11上的所述通孔53通过弧形结构的所述连接通道54导通，背离所述连接结构6的一个所述限位板11上设有导通与所述通孔53的所述橡胶圈52，所述橡胶圈52与所述换热管51抵触，所述换热管51背离所述橡胶圈52的一端的端部为圆柱体结构，且所述连接结构6与所述换热管51之间螺纹连接，用于油浴换热的所述换热管51靠近所述橡胶圈52的一端的截面为“十”字形结构；连接头3，所述连接头3贯穿于所述限位板11与所述通孔53导通。

所述提拉结构2包括固定板21、限位槽22、多个拉杆23和限位块24，所述固定板21的两个端部分别固定于所述限位板11，其中一个所述拉杆23固定于所述限位板11，所述拉杆23的一端设有所述限位块24，所述拉杆23的另外一端设有所述限位槽22，相邻的两个所述拉杆23上的所述限位块24与所述限位槽22卡合或所述限位槽22与所述限位块24卡合，所述限位块24的高度小于所述拉杆23的长度；调节连接于所述固定板21的一个所述拉杆23与相邻的一个所述拉杆23之间的螺栓拆卸，使一个所述拉杆23上的所述限位块24与另外一个所述拉杆23上的所述限位槽22滑动，进而使相邻的两个所述拉杆23的相背端的端部的距离最大，然后逐个调节相邻的两个所述拉杆23，使所述换热管51完全淹没在地热井中的热水中，然后将背离所述固定板21的一个所述拉杆23固定地热井的井口的龙门架上，使所述换热结构5和所述支撑结构1安装更加方便快捷。

所述固定板21与所述限位板11之间通过螺栓连接，所述限位块24与所述限位槽22为截面大小相同的梯形结构；所述限位块24与所述限位槽22为截面大小相同的梯形结构，使所述拉杆23安装更加稳定快捷。

两个所述限位板11之间的所述连接板12上固定有用于对所述换热管51进行防护的防护网格4，所述防护网格4为“U”形结构，为了有效的防止在使用时候所述换热管51损坏，大大提高所述换热管51的稳定性能。

所述连接结构6包括密封圈61和连接套62，所述连接套62设于背离所述橡胶圈52的一个所述限位板11上，所述连接套62与所述限位板11上的所述通孔53导通，所述连接套62与所述限位板11之间转动连接，所述连接套62与所述换热管51之间螺纹连接，所述连接套62背离所述换热管51的一端设有用于对所述连接套62进行密封的所述密封圈61，所述密封圈61与所述限位板11抵触；当对所述换热管51进行拆卸时，调节所述连接结构6，快速的对所述换热管51进行检修维护，通过扳手拧动所述连接套62，所述连接套62与所述换热管51之间螺纹连接，进而使所述连接套62与所述换热管51分离，然后对所述换热管51进行拆卸，检修维护接触后，将所述换热管51的一端与所述橡胶圈52抵触，另一端与所述连接套62之间螺纹连接，当所述密封圈61与所述限位板11抵触时，对所述连接套62进行密封，使所述换热管51检修维护更加方便快捷。

所述密封圈61为圆台形结构，且所述连接套62靠近所述换热管51的一端的端部为正八边形结构；所述密封圈61圆台形结构，增大了与所述限位板11的接触面积，进而大大提高了所述连接套62的密封性能，所述连接套62的端部为正八边形结构，使拧动所述连接套62更加方便快捷。

请结合参阅图7，图7为本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置的使用方法的流程图，利用油层套管传导地下热能的热能传导装置的使用方法包括以下步骤：

步骤一：首先将所述提拉结构2的端部固定在地热井的井口的龙门架上，然后调节所述提拉结构2使所述支撑结构1连同所述换热结构5进入地热井的内部，调节连接于所述固定板21的一个所述拉杆23与相邻的一个所述拉杆23之间的螺栓拆卸，使一个所述拉杆23上的所述限位块24与另外一个所述拉杆23上的所述限位槽22滑动，进而使相邻的两个所述拉杆23的相背端的端部的距离最大，然后逐个调节相邻的两个所述拉杆23，使所述换热管51完全淹没在地热井中的热水中，然后将背离所述固定板21的一个所述拉杆23固定地热井的井口的龙门架上；

步骤二：将油液循环管的一端连接至热量循环利用装置，将油液循环管的另外一端连接至所述连接头3，通过油液循环管实现热量转换设备与所述换热管51的内部的油液进行换热；

步骤三：换热油液从一个油液循环管进入一个所述连接头3，然后从所述连接头3进入所述换热结构5的内部，使油液进行加温，然后从另外一个所述连接头3经过油液循环管排放至热能利用装置上，对地热能进行利用转换，油液从一个所述连接头3进入所述通孔53的内部，经过所述通孔53与所述连接通道54进入所述换热管51的内部，经过所述换热管51对地热井中的热能进行交换，升温后的油液从另外一个所述连接头3排放至热能利用装置上；

步骤四：当对所述换热管51进行拆卸时，调节所述连接结构6，快速的对所述换热管51进行检修维护，通过扳手拧动所述连接套62，所述连接套62与所述换热管51之间螺纹连接，进而使所述连接套62与所述换热管51分离，然后对所述换热管51进行拆卸，检修维护接触后，将所述换热管51的一端与所述橡胶圈52抵触，另一端与所述连接套62之间螺纹连接，当所述密封圈61与所述限位板11抵触时，对所述连接套62进行密封。

将本发明的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置制造10套，然后将本发明的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置按照本发明的使用方法与普通的热能传导装置投入到相同环境的地热井中使用，经过多次周期性的实验得出，通过本发明的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置按照本发明的使用方法对地热能源的热能利用效率比普通的热能传导装置对地热能源的热能利用效率高4％，本发明的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置检修维护效率比普通的热能传导装置的检修维护效率高5％。

本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法的工作原理如下：

首先将所述提拉结构2的端部固定在地热井的井口的龙门架上，然后调节所述提拉结构2使所述支撑结构1连同所述换热结构5进入地热井的内部，调节连接于所述固定板21的一个所述拉杆23与相邻的一个所述拉杆23之间的螺栓拆卸，使一个所述拉杆23上的所述限位块24与另外一个所述拉杆23上的所述限位槽22滑动，进而使相邻的两个所述拉杆23的相背端的端部的距离最大，然后逐个调节相邻的两个所述拉杆23，使所述换热管51完全淹没在地热井中的热水中，然后将背离所述固定板21的一个所述拉杆23固定地热井的井口的龙门架上，将油液循环管的一端连接至热量循环利用装置，将油液循环管的另外一端连接至所述连接头3，通过油液循环管实现热量转换设备与所述换热管51的内部的油液进行换热；换热油液从一个油液循环管进入一个所述连接头3，然后从所述连接头3进入所述换热结构5的内部，使油液进行加温，然后从另外一个所述连接头3经过油液循环管排放至热能利用装置上，对地热能进行利用转换，油液从一个所述连接头3进入所述通孔53的内部，经过所述通孔53与所述连接通道54进入所述换热管51的内部，经过所述换热管51对地热井中的热能进行交换，升温后的油液从另外一个所述连接头3排放至热能利用装置上；当对所述换热管51进行拆卸时，调节所述连接结构6，快速的对所述换热管51进行检修维护，通过扳手拧动所述连接套62，所述连接套62与所述换热管51之间螺纹连接，进而使所述连接套62与所述换热管51分离，然后对所述换热管51进行拆卸，检修维护接触后，将所述换热管51的一端与所述橡胶圈52抵触，另一端与所述连接套62之间螺纹连接，当所述密封圈61与所述限位板11抵触时，对所述连接套62进行密封。

与相关技术相比较，本发明提供的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法具有如下有益效果：

本发明提供一种利用油层套管传导地下热能的热能传导装置及其使用方法，两个所述限位板11的内部均设有多个圆周阵列分布的通过所述连接通道54导通的所述通孔53，多个圆周阵列设置的所述换热管51的一端与一个所述限位板11上的与所述通孔53导通的所述橡胶圈52抵触，所述换热管51的另外一端通过所述连接结构6与另一个所述限位板11上的所述通孔53导通，进而大大提高了空间利用效率，减小了单个所述换热管51的长度，降低了对所述换热管51的内部的压力，进而使所述换热管51的检修维护更加方便快捷，提高了所述换热管51的循环利用效率，同时所述换热管51的横截面为“十”字形结构，增大了单位体积的油液的换热面积，进而大大提高了换热效率及其质量，同时多个所述换热管51圆周阵列设于两个所述限位板11之间，使地热能源利用效率更高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用油层套管传导地下热能的热能传导装置，其特征在于，包括：

提拉结构(2)；

支撑结构(1)，所述支撑结构(1)连接于所述提拉结构(2)，所述支撑结构(1)包括两个限位板(11)和两个连接板(12)，两个所述限位板(11)之间对称设有两个所述连接板(12)，所述限位板(11)与所述连接板(12)之间可拆卸连接，所述提拉结构(2)的底端设有两个所述限位板(11)，所述限位板背离所述提拉结构(2)的一端为半圆形结构；

多个连接结构(6)，多个所述连接结构(6)圆周阵列设于一个所述限位板(11)上；

换热结构(5)，所述换热结构(5)设于两个所述限位板(11)之间，所述换热结构(5)包括换热管(51)、橡胶圈(52)、多个通孔(53)和连接通道(54)，两个所述限位板(11)上均设有多个圆周阵列分布的用于引流的所述通孔(53)，所述连接结构(6)与其中一个所述限位板(11)上的所述通孔(53)导通，同一所述限位板(11)上的所述通孔(53)通过弧形结构的所述连接通道(54)导通，背离所述连接结构(6)的一个所述限位板(11)上设有导通与所述通孔(53)的所述橡胶圈(52)，所述橡胶圈(52)与所述换热管(51)抵触，所述换热管(51)背离所述橡胶圈(52)的一端的端部为圆柱体结构，且所述连接结构(6)与所述换热管(51)之间螺纹连接，用于油浴换热的所述换热管(51)靠近所述橡胶圈(52)的一端的截面为“十”字形结构；

连接头(3)，所述连接头(3)贯穿于所述限位板(11)与所述通孔(53)导通。

2.根据权利要求1所述的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置，其特征在于，所述提拉结构(2)包括固定板(21)、多个拉杆(23)，所述拉杆(23)上设置限位槽(22)和限位块(24)，所述固定板(21)的两个端部分别固定于所述限位板(11)，其中一个所述拉杆(23)固定于所述限位板(11)，所述拉杆(23)的一侧底端设有所述限位块(24)，所述拉杆(23)的另外一侧设有所述限位槽(22)，相邻两个所述拉杆(23)上的所述限位块(24)与所述限位槽(22)卡合或所述限位槽(22)与所述限位块(24)卡合，所述限位块(24)的高度小于所述拉杆(23)的长度。

3.根据权利要求2所述的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置，其特征在于，所述固定板(21)与所述限位板(11)之间通过螺栓连接，所述限位块(24)与所述限位槽(22)为截面大小相同的梯形结构。

4.根据权利要求3所述的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置，其特征在于，两个所述限位板(11)之间的所述连接板(12)上固定有用于对所述换热管(51)进行防护的防护网格(4)，所述防护网格(4)为“U”形结构。

5.根据权利要求2所述的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置，其特征在于，所述连接结构(6)包括密封圈(61)和连接套(62)，所述连接套(62)设于背离所述橡胶圈(52)的一个所述限位板(11)上，所述连接套(62)与所述限位板(11)上的所述通孔(53)导通，所述连接套(62)与所述限位板(11)之间转动连接，所述连接套(62)与所述换热管(51)之间螺纹连接，所述连接套(62)背离所述换热管(51)的一端设有用于对所述连接套(62)进行密封的所述密封圈(61)，所述密封圈(61)与所述限位板(11)抵触。

6.根据权利要求5所述的利用油层套管传导地下热能的热能传导装置，其特征在于，所述密封圈(61)为圆台形结构，且所述连接套(62)靠近所述换热管(51)的一端的端部为正八边形结构。

7.一种利用油层套管传导地下热能的热能传导装置的使用方法，应用于如权利要求5或6所述的热能传导装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先将提拉结构的端部固定在地热井的井口的龙门架上，然后调节所述提拉结构使支撑结构连同换热结构进入地热井的内部，将连接于固定板的一个拉杆与相邻的一个拉杆之间的螺栓拆卸，使一个所述拉杆上的限位块与另外一个所述拉杆上的限位槽滑动，进而使相邻的两个所述拉杆的相背端的端部距离最大，然后逐个调节相邻的两个所述拉杆，使换热管完全淹没在地热井中的热水中，然后将背离所述固定板的一个所述拉杆固定地热井的井口的龙门架上；

步骤二：将油液循环管的一端连接至热量循环利用装置，将油液循环管的另外一端连接至连接头，通过油液循环管实现热量转换设备与换热管的内部的油液进行换热；

步骤三：换热油液从一个油液循环管进入一个所述连接头，然后从所述连接头进入所述换热结构的内部，使油液进行加温，然后从另外一个所述连接头经过油液循环管排放至热能利用装置上，对地热能进行利用转换，油液从一个所述连接头进入通孔的内部，经过所述通孔与连接通道进入所述换热管的内部，经过所述换热管对地热井中的热能进行交换，升温后的油液从另外一个所述连接头排放至热能利用装置上；

步骤四：当对所述换热管进行拆卸时，调节连接结构，快速的对所述换热管进行检修维护，通过扳手拧动连接套，所述连接套与所述换热管之间螺纹连接，进而使所述连接套与所述换热管分离，然后对所述换热管进行拆卸，检修维护接触后，将所述换热管的一端与橡胶圈抵触，另一端与所述连接套之间螺纹连接，当密封圈与限位板抵触时，对所述连接套进行密封。

Images