CN111426084A - 中深层高效换热地热井系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于地热井及地热能利用技术领域，尤其为中深层高效换热地热井系统，包括地上换热系统、地下换热系统，地下换热系统由管道、地井和储热层共同构成，地井的内部安装有套管，储热层由砂岩含水层和泥岩层共同构成，管道外壁上靠近砂岩含水层的位置处一体成型有衔接管体，通过衔接管体的扩增式设计以及连接杆块、衔接块密集排布的传热作用，增加了接触面，有效提高了在地下换热系统内部分段的管道与储热层之间较强的换热效率，利用第一夹板、第二夹板在固定件作用下的连接固定，增强了管道与地井的连接牢靠性，同时通过两侧二号安装板、固定板上反向监控组件的安装，能够对地下换热系统内的管道运作情况进行实时监控。

Description

中深层高效换热地热井系统
技术领域
本发明属地热井及地热能利用技术领域，具体涉及中深层高效换热地热井系统。
背景技术
地热水供热比其他能源供热具有节省矿物燃料和不造成城市大气污染的特殊优点，作为一种可供选择的新能源，其开发和利用正在受到重视，地热水开采系统按利用方式分有直接利用和间接利用两种：直接利用是把地热水直接引入热用户系统；间接利用是通过表面式换热器，以地热水加热二次水,二次水进入热用户系统循环供热，近年来业内又兴起一种同心轴式单井换热技术，其存在最主要的问题是换热效率较低，如今的技术手段中，公告号：CN209706377U所公开的中深层高效换热地热井系统改善了上述问题，但依旧存在着一些情况，现有的中深层高效换热地热井系统在使用的过程中，由于管道在地下系统内换热时与换热层的接触面有限，导致换热效率依旧较差；并且对于地下系统内的管道没有较好的固连形式，稳固效果不佳；同时不能够对地下系统内的情况进行实时监控，安全性低，在一定程度上，降低了对中深层高效换热地热井系统的应用效果。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了中深层高效换热地热井系统，具有换热效果好、使用时较为稳固和实时监测安全性高的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：中深层高效换热地热井系统，包括地上换热系统、地下换热系统，地下换热系统由管道、地井和储热层共同构成，地井的内部安装有套管，储热层由砂岩含水层和泥岩层共同构成，管道外壁上靠近砂岩含水层的位置处一体成型有衔接管体，衔接管体与砂岩含水层之间设置有连接杆块、衔接块，连接杆块、衔接块和衔接管体为一体式结构，管道于套管内的外侧设置有第一夹板、第二夹板，第一夹板和第二夹板通过固定件固定连接，第一夹板异于第二夹板的一侧与套管的内壁间通过一号安装板和紧固螺钉相连接，套管的内壁上通过紧固螺钉连接有二号安装板，二号安装板背于套管的一侧设置有监控组件。
作为本发明的中深层高效换热地热井系统优选技术方案，连接杆块和衔接块均为铜箔构件，衔接块靠近砂岩含水层的一侧表面呈弧面结构。
作为本发明的中深层高效换热地热井系统优选技术方案，第二夹板内壁上靠近管道的位置处熔接有卡块，管道上与卡块相对应的位置处设有与之匹配的卡槽。
作为本发明的中深层高效换热地热井系统优选技术方案，二号安装板的一侧设置有固定板，固定板与二号安装板为一体式结构，监控组件安装于固定板的表面上。
作为本发明的中深层高效换热地热井系统优选技术方案，管道内为连通结构且装有循环水。
作为本发明的中深层高效换热地热井系统优选技术方案，第一夹板上靠近管道的位置处一体成型有限位杆，限位杆的表面与管道的表面相接触。
作为本发明的中深层高效换热地热井系统优选技术方案，第一夹板共设置有四个，两个第一夹板为一组，两组第一夹板呈对称分布。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在使用时，通过衔接管体的扩增式设计以及连接杆块、衔接块密集排布的传热作用，增加了接触面，有效提高了在地下换热系统内部分段的管道与储热层之间较强的换热效率，利用第一夹板、第二夹板在固定件作用下的连接固定，增强了管道与地井的连接牢靠性，稳固效果较好，同时通过两侧二号安装板、固定板上反向监控组件的安装，能够对地下换热系统内的管道运作情况进行实时监控，安全性较高，增加了深层高效换热地热井系统的应用实用性和功能性效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中a-a处的结构示意图；
图3为本发明中第一夹板俯视的结构示意图；
图4为本发明中监控组件的结构示意图；
图5为图3中A处放大的结构示意图。
图中：1、地上换热系统；2、地下换热系统；3、管道；4、储热层；5、砂岩含水层；6、连接杆块；7、衔接块；8、地井；9、一号安装板；10、第一夹板；11、监控组件；12、套管；13、衔接管体；14、第二夹板；15、二号安装板；16、固定板；17、固定件；18、卡块；19、卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：中深层高效换热地热井系统，包括地上换热系统1以及地下换热系统2，地下换热系统2由管道3、地井8和储热层4共同构成，地井8的内部安装有套管12，储热层4由砂岩含水层5和泥岩层共同构成，管道3外壁上靠近砂岩含水层5的位置处一体成型有衔接管体13，衔接管体13与砂岩含水层5之间设置有连接杆块6、衔接块7，连接杆块6、衔接块7和衔接管体13为一体式结构，管道3于套管12内的外侧设置有第一夹板10、第二夹板14，第一夹板10和第二夹板14通过固定件17固定连接，第一夹板10异于第二夹板14的一侧与套管12的内壁间通过一号安装板9和紧固螺钉相连接，套管12的内壁上通过紧固螺钉连接有二号安装板15，二号安装板15背于套管12的一侧设置有监控组件11，本实施方案中，利用相应的连接构件和运作组件，增加了深层高效换热地热井系统的应用实用性和功能性效果。
具体的，连接杆块6和衔接块7均为铜箔构件，衔接块7靠近砂岩含水层5的一侧表面呈弧面结构，本实施例中，铜箔构件具备较好的传热性，配合弧面结构的设计，增加了接触面，有效提高了在地下换热系统2内部分段的管道3与储热层4之间较好的换热效率。
具体的，第二夹板14内壁上靠近管道3的位置处熔接有卡块18，管道3上与卡块18相对应的位置处设有与之匹配的卡槽19，本实施例中，卡块18与卡槽19的卡连作用，保证了第二夹板14与管道3之间的连接牢靠性。
具体的，二号安装板15的一侧设置有固定板16，固定板16与二号安装板15为一体式结构，监控组件11安装于固定板16的表面上，本实施例中，监控组件11为耐高温监控器构件，为现有技术手段，不必做过多赘述，上下分布的结构设计，能够对地井8内的工作情况进行充分的实时监测。
具体的，管道3内为连通结构且装有循环水，本实施例中，循环水优选为纯净水，保证了水循环过程正常有序的进行。
具体的，第一夹板10上靠近管道3的位置处一体成型有限位杆，限位杆的表面与管道3的表面相接触，本实施例中，限位杆的设置保证了第一夹板10与第二夹板14能够形成较好的限位空间，对管道3起到一定的限位效果。
具体的，第一夹板10共设置有四个，两个第一夹板10为一组，两组第一夹板10呈对称分布，本实施例中，两部分第一夹板10、一号安装板9和第二夹板14对管道3在套管12内的安置有着较好的稳固作用，第一夹板10、一号安装板9为一体式结构。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用的过程中，首先对地上换热系统1、地下换热系统2连带着相应的构件在地井8的上侧和内部进行正常的安设操作，其中在对管道3进行安装时，在其的外部安装有第一夹板10、第二夹板14，利用固定件17和紧固螺钉进行固定操作，此时卡块18卡接进对应的卡槽19中，对管道3的部分有着一定的空间范围卡固效果，在套管12的内壁上安装二号安装板15、固定板16，然后在两侧固定板16的表面上安装上、下式的监控组件11，对地下换热系统2内管道3的运作情况进行实时监控，在系统使用时，循环水通过地井8内一侧单边的砂岩含水层5进入储热层4，循环水在储热层4处通过部分管段与储热层4进行换热，其中，热量通过连接杆块6、衔接块7和衔接管体13进行充分的换热过程，换热后的循环水通过另一侧的单边砂岩含水层5输送到地上换热系统1供用户使用，使用后的循环水回到地下换热系统2内继续循环换热，重复上述步骤。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.中深层高效换热地热井系统，包括地上换热系统（1）以及地下换热系统（2），其特征在于：地下换热系统（2）由管道（3）、地井（8）和储热层（4）共同构成，地井（8）的内部安装有套管（12），储热层（4）由砂岩含水层（5）和泥岩层共同构成，管道（3）外壁上靠近砂岩含水层（5）的位置处一体成型有衔接管体（13），衔接管体（13）与砂岩含水层（5）之间设置有连接杆块（6）、衔接块（7），连接杆块（6）、衔接块（7）和衔接管体（13）为一体式结构，管道（3）于套管（12）内的外侧设置有第一夹板（10）、第二夹板（14），第一夹板（10）和第二夹板（14）通过固定件（17）固定连接，第一夹板（10）异于第二夹板（14）的一侧与套管（12）的内壁间通过一号安装板（9）和紧固螺钉相连接，套管（12）的内壁上通过紧固螺钉连接有二号安装板（15），二号安装板（15）背于套管（12）的一侧设置有监控组件（11）。
2.根据权利要求1所述的中深层高效换热地热井系统，其特征在于：连接杆块（6）和衔接块（7）均为铜箔构件，衔接块（7）靠近砂岩含水层（5）的一侧表面呈弧面结构。
3.根据权利要求1所述的中深层高效换热地热井系统，其特征在于：第二夹板（14）内壁上靠近管道（3）的位置处熔接有卡块（18），管道（3）上与卡块（18）相对应的位置处设有与之匹配的卡槽（19）。
4.根据权利要求1所述的中深层高效换热地热井系统，其特征在于：二号安装板（15）的一侧设置有固定板（16），固定板（16）与二号安装板（15）为一体式结构，监控组件（11）安装于固定板（16）的表面上。
5.根据权利要求1所述的中深层高效换热地热井系统，其特征在于：管道（3）内为连通结构且装有循环水。
6.根据权利要求1所述的中深层高效换热地热井系统，其特征在于：第一夹板（10）上靠近管道（3）的位置处一体成型有限位杆，限位杆的表面与管道（3）的表面相接触。
7.根据权利要求1所述的中深层高效换热地热井系统，其特征在于：第一夹板（10）共设置有四个，两个第一夹板（10）为一组，两组第一夹板（10）呈对称分布。
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