CN111287672A - 一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管 - Google Patents

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张姝
张桐赫
马令勇
刘昌宇
杨瑞桐
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    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，涉及套管本体技术领域，它包括套管本体，套管本体包括内管、中管一、中管二和外管，内管、中管一、中管二和外管由内至外依次设置，内管与中管一之间夹层内填充保温材料，中管一与中管二之间夹层为真空层，中管二与外管之间夹层内填充保温材料。本利用废弃油井开采地热的换热保温套管适用与油田废弃油井的二次利用，结构简单，加工方便，采热效率高，保温性能好，避免了复杂的机械安装与施工，节能环保，符合当代新能源利用的发展需求。

Description

一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管
技术领域：
本发明涉及套管本体技术领域，具体涉及一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管。
背景技术：
大庆地区地处世界十大油田之一的大庆油田，随着石油开采量的逐年增大，众多油田油井的出油量随之下降，每年报废的油井数量逐渐加大。为了防止自然灾害和人为意外的发生，各个油田耗费大量的人力物力财力进行封井，以报废开采完结的油井。大庆市冬季供暖还是燃烧煤炭等化石能源燃烧放热，造成的污染也很严重。封井与燃烧煤炭等方式既浪费人力物力，又污染环境。
近几年来，节能已成为潮流，环保已成为不可阻挡的趋势。如果能对废弃油井进行二次利用，为油田区域的建筑进行供暖，取代费用高，污染严重的燃煤锅炉供暖系统，则将具有巨大的经济效益，社会效益和环境效益
发明内容：
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，它对废气油井的二次利用，利用地源热泵进行供暖。
本发明采用的技术方案为：一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，包括套管本体，套管本体包括内管、中管一、中管二和外管，内管、中管一、中管二和外管由内至外依次设置，内管与中管一之间夹层内填充保温材料，中管一与中管二之间夹层为真空层，中管二与外管之间夹层内填充保温材料。
所述的内管和外管的外壁均镀有防腐涂层，防腐涂层厚度为0.1mm～0.15mm。
所述的中管一和中管二内壁均涂有镀银涂层。
所述的内管与中管一之间、中管一与中管二之间以及中管二与外管之间均设有导正装置。
所述的内管向下延伸与花管连接，花管与内管连接的外围呈封闭状态。
所述的花管个数至少为五十个，花管孔径为4～6cm，花管总长度为4.5～5.5m。
所述的花管两侧横向设有盘管，盘管一端与外管内腔连通，盘管另一端与花管连通。
所述的套管本体顶端自井口垂直深入至井中水泥塞封口为止。
所述的套管本体个数为若干个，采用分段式连接方式，每段长45～55m，每段之间通过螺纹连接。
本发明的有益效果是：适用与油田废弃油井的二次利用，结构简单，加工方便，采热效率高，保温性能好，避免了复杂的机械安装与施工，节能环保，符合当代新能源利用的发展需求。
附图说明：
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明连接结构示意图。
具体实施方式：
参照各图，一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，包括套管本体，套管本体包括内管1、中管一2、中管二3和外管4，内管1、中管一2、中管二3和外管4由内至外依次设置，内管1与中管一2之间夹层内填充保温材料6，中管一2与中管二3之间夹层为真空层7，中管二3与外管4之间夹层内填充保温材料6。所述的内管1和外管4的外壁均镀有防腐涂层，防腐涂层厚度为0.1mm～0.15mm。所述的中管一2和中管二3内壁均涂有镀银涂层，以削弱辐射传热。所述的内管1与中管一2之间、中管一2与中管二3之间以及中管二3与外管4之间均设有导正装置5。所述的内管1向下延伸与花管9连接，花管9与内管1连接的外围呈封闭状态，上部进水直接走两侧盘管8。所述的花管9个数至少为五十个，花管9孔径为4～6cm，花管9总长度为4.5～5.5m。所述的花管9两侧横向设有盘管8，盘管8一端与外管4内腔连通，盘管8另一端与花管9连通，水循环系统通过盘管8的逐渐加热回流到内管1，盘管8的粗细与进水管粗细相同。所述的套管本体顶端自井口垂直深入至井中水泥塞10封口为止。所述的套管本体个数为若干个，采用分段式连接方式，每段长45～55m，每段之间通过螺纹连接。
该管壁为防腐蚀金属材料，内管1内壁与外管4外壁镀防腐蚀涂层，该涂层厚度为0.1mm到0.15mm之间。该套管本体结构具有保温防腐耐久性好的作用。该中管一2外壁与中管二3内壁均有镀银涂层以增强反射增强保温效果；循环结构包括热泵机、注入泵以及潜水泵。
所述的套管本体连通废弃油井的井口以及井底，所述原有井壁在含水热储层所在的部分设有上部筛管以及下部筛管，所述套管本体的内部形成出水通道，所述套管本体与原有井壁之间的环形空间形成进水通道。
内管1、中管一2、中管二3和外管4管壁材料为金属。
内设套管之间距离为原有管壁直径的二十分之一，内管直径为原有管壁直径的五分之二，外管与油井管壁距离为原有管壁直径的十分之一。
花管9与套管本体的连接处外端封闭，进水通道通过花管9两侧的蛇形盘管8进入花管9底端的回水口。
蛇形状的盘管8沿花管9同高度设计，在油井壁周围，通过增大接触面积造成更全面的换热；盘管8为导热性好的防腐金属制品。
废弃油井在管道垂直深度1000至3000m随要求地下换热要求深度进行封闭水泥塞10，形成一个闭合回路，废弃油井是指油田区域开采完结的油井或者勘探报废井，深度约1000—3000m，所述套管本体结构最底端由实际情况而定，套管本体顶端自井口垂直深入至井中水泥塞10封口为止。
套管本体连通地热井的井口以及井底，套管本体与金属井壁之间的环形空间形成进水通道，套管本体的内部形成出水通道，利用深层废弃油井井壁的热量对灌注水体进行加热换热。进水通道、出水通道与处于地表的取热供暖组件结合形成取热循环的闭合系统。
综上所述，本利用废弃油井开采地热的换热保温套管适用与油田废弃油井的二次利用，结构简单，加工方便，采热效率高，保温性能好，避免了复杂的机械安装与施工，节能环保，符合当代新能源利用的发展需求。

Claims (9)

1.一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：包括套管本体，套管本体包括内管（1）、中管一（2）、中管二（3）和外管（4），内管（1）、中管一（2）、中管二（3）和外管（4）由内至外依次设置，内管（1）与中管一（2）之间夹层内填充保温材料（6），中管一（2）与中管二（3）之间夹层为真空层（7），中管二（3）与外管（4）之间夹层内填充保温材料（6）。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的内管（1）和外管（4）的外壁均镀有防腐涂层，防腐涂层厚度为0.1mm～0.15mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的中管一（2）和中管二（3）内壁均涂有镀银涂层。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的内管（1）与中管一（2）之间、中管一（2）与中管二（3）之间以及中管二（3）与外管（4）之间均设有导正装置（5）。
5.根据权利要求1所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的内管（1）向下延伸与花管（9）连接，花管（9）与内管（1）连接的外围呈封闭状态。
6.根据权利要求5所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的花管（9）个数至少为五十个，花管（9）孔径为4～6cm，花管（9）总长度为4.5～5.5m。
7.根据权利要求5所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的花管（9）两侧横向设有盘管（8），盘管（8）一端与外管（4）内腔连通，盘管（8）另一端与花管（9）连通。
8.根据权利要求1所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的套管本体顶端自井口垂直深入至井中水泥塞（10）封口为止。
9.根据权利要求1所述的一种利用废弃油井开采地热的换热保温套管，其特征在于：所述的套管本体个数为若干个，采用分段式连接方式，每段长45～55m，每段之间通过螺纹连接。
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