CN201652970U - 利用油层套管传导地热能的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是利用油层套管传导地热能的装置，它是利用现有或报废的油田中的油井的原井套管提取地热能，原井套管底部用分隔器密闭封堵，原井套管内安装传热管，传热管的底端通过连接一组分隔器，传热管上部井口处也采取分隔器或用法兰组件联接或封堵的方法焊接，将原井套管与传热管之间的环形空间封闭，封闭的环形空间内抽成真空，或放入保温隔温材料，形成远距离的隔温保温层段；环形空间下方的原井套管为套管蒸发器，井口的上部传热管联接放热器；放热器、传热管、套管蒸发器依次联通构成的密封空间内压入低沸点介质或水，并抽成真空。本实用新型可以解决人们因地热能应用需大量投资，难以克服的问题，可节省大量的钻井投资。

Description

利用油层套管传导地热能的装置

技术领域：本实用新型涉及的是将地表下地球内部高温干热岩石浆体中蕴藏的巨大热能传递到地面上再利用的装置，具体涉及的是利用油层套管传导地热能的装置。

背景技术：地球自身的热能对人类来说是取之不尽的能源，如何将地表千米下或万米下强大的热能源用廉价的、方便的方法传导至地面上来为人类服务，是摆在实用新型家、工程技术人员、科学家、政治家、学者不可忽视的问题。地热能如何传导，用什么方法在减少大量投资的情况下，使清洁可充分利用的能源用现有设备与技术去克服现有有限的资源所带来经济危机、金融危机、能源危机这三大危机给人类社会带来的困扰，也是所有发明者不可回避的创造性巨大商机与责任。

目前应用的地热喷泉水汽及地热水井技术在发电、采暖、洗浴、空调等领域都有一定程度上的应用，而利用地热井的方法大多都是通过地热井中的套管将地下千米以内岩层中有水源覆盖的区域才被认为有地热的地方，所利用的自然热水、自然蒸汽受到自然因素的影响较大，因从地下岩层中抽取的地下热水能量也是有限的，自然蒸汽井所储存的地下水源汽也是有限的，无论从地下热水或水蒸汽利用率来看，一是水资源有限，二是热能品位低，投资大回报率特低的应用，技术应用也不成熟，制约了这一技术的发展与普及，自然蒸汽就更少了，虽然创新奇想实用新型专利层出不穷，也都因为运行费用高，钻井及技术上的某些难点形成费用投资巨大难以实现而搁置。利用原井套管为载体所构成传导井底热量节省了大量技术风险性投资，因打钻一口6000米的深井获取260℃的高品质岩石浆体中的热能，需一次性投资2亿多元。

发明内容：本实用新型的目的是提供一种利用油层套管传导地热能的装置，这种利用油层套管传导地热能的装置，利用现有或报废的油田中的油井，水井、探井和地热井的自身套管，克服了常规方法钻井取热，取水，取蒸汽的方法，利用井自身原有套管可打钻到提取地下岩石浆体中热能的装置。这样可减少大量钻井费用投资，同时也是利用现有油田资源及闲置的设备盘活现有资产使报废资产再利用的一种可行再利用的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种利用油层套管传导地热能的装置，利用现有或报废的油田中的油井或水井或探井或地热井的原井套管提取地热能，原井套管底部用分隔器密闭封堵，原井套管内安装传热管，传热管的底端通过连接一组分隔器或焊接连板，传热管上部井口处也采取分隔器或用管箍或用法兰组件联接或封堵的方法焊接，将原井套管与传热管之间的环形空间封闭，封闭的环形空间内抽成真空，或放入保温隔温材料，形成远距离的隔温保温层段；环形空间下方的原井套管为套管蒸发器，井口的上部传热管联接放热器；原井套管部分构成的套管蒸发器，底处为取热段；套管蒸发器的上面为长距离隔温保温层段；井口上部为放热段，放热器、传热管、套管蒸发器依次联通构成的密封空间内压入一定量的低沸点介质或水，并抽成真空。

上述方案中套管蒸发器、传热管、放热器直接依次连通。

上述方案中套管蒸发器、传热管、放热器直接依次连通，套管蒸发器与放热器之间还连接有冷凝回流管，冷凝回流管的底部安装单向阀。

有益效果：本实用新型可以在现有的报废井、废弃井、现有的油水井、地热井的套管中实现，一是可以减少大量投资对地热能应用技术思想方法上难以克服的屏障，节省大量的钻井投资，变费为宝，更好地推广地热能的应用，二是在报废的、废弃的、闲置的现有的油水井、地热探井等井的基础上再往下钻我们所需要的经济值。

附图说明：

图1是本实用新型实施例1的装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的装置结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的装置结构示意图；

图4是本实用新型实施例4的装置结构示意图。

1套管蒸发器、2传热管、3放热器、4原井套管、5管箍、6真空保温层、7冷凝回流管、8单向阀、9分隔器、10焊接连板、11法兰组件

具体实施方式：

结合附图对本实用新型做进一步说明：

实施例1：

如图1所示，这种利用油层套管传导地热能的装置，利用现有或报废的油田中的油井，水井、探井和地热井的原套管提取地热能，先预选一口报废、闲置或再用的井，井的深度不限，原井套管4底部用分隔器9密闭封堵，向原井套管4内预下一根小于原井口径的管子作为传热管2，传热管2的底端通过连接一组分隔器9，将原井套管4与传热管2之间的环形空间封闭，分隔器9可随意固定你所需要的取热长度处，这样传热管2与原井套管4之间就形成了一个环形空间，传热管2上部井口处采取管箍5封堵的方法焊接好后，环形空间内抽成真空，或放入保温隔温材料，形成远距离的隔温保温层段，环形空间下方的原井套管为套管蒸发器1，井口的上部传热管2联接放热器3，这样构成一组可以应用的重力热管；原井套管部分构成的套管蒸发器1，底处为取热段；套管蒸发器1的上面为长距离隔温保温层段；井口上部为放热段，此处构成放热环境，然后将放热器3、传热管2、套管蒸发器1依次联通构成的密封空间内抽成真空后在压入一定量的低沸点介质或水；介质和水通过分隔器9下部的套管蒸发器1壁使地热流传导给此处液体中，液体介质或水预热高于沸点后，开始大量蒸发，由于是真空环境，可实现高速传递，通过隔热段将汽化潜热源源不断传递给放热器3，潜热蒸汽通过放热器3器壁将热能传递给储热蓄能罐中的低温液体中，使潜热蒸汽遇冷后又变为液体，液体在重力的作用下沿着传热管2壁又流回吸热蒸发段的套管蒸发器1中，进行下一次的再循环。

本实施例中，放热器3为椭圆状的，其外有翅片，套管蒸发器1、传热管2、放热器3内部抽为真空环境后，再依据实际需要压入一定量的液体(蒸发与冷凝)循环工质或水，液体工质可以是甲醇、乙醇、R11等低沸点物质。

套管蒸发器1吸收地热后，低温介质蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向放热器3，并在放热器3放出热量凝结成为液体，冷凝液在自身重力作用下沿传热管2管壁向下返回至套管蒸发器1，如此循环不已，热量就由地下被传送到地面上，大量热量可以通过很小的横截面积实现远距离输送而无需外加动力，又由于绝热段有真空保温层6的保温，地下热能传递至地上时热量损失很小，能充分地利用地热能，从而非常方便地将地热能传导至地面上，根据需要使用。

实施例2：

图2是本实用新型实施例2的装置结构示意图，如图所示，该装置与实施例1的装置不同之处在于，第一、传热管2的底端通过焊接连板10，将原井套管4与传热管2之间的环形空间封闭，这样传热管2与原井套管4之间就形成了一个环形空间，传热管2上部井口处也用法兰组件11联接的方法焊接。第二、放热器3为U型的。其它与实施例1相同。

实施例3：

图3是本实用新型实施例3的装置结构示意图，如图所示，该装置与实施例1的装置不同之处在于，热交换器缠绕在椭圆状的放热器3外；另外，传热管2的底端通过焊接连板10，将原井套管4与传热管2之间的环形空间封闭，传热管2上部井口处用分隔器9封闭连接。其它与实施例1相同。

实施例4：

如图4所示，该装置与实施例1的装置不同之处在于，放热器3为方型的，向下倾斜放置，套管蒸发器1与放热器3的底部之间还连接有冷凝回流管7，冷凝回流管7插入套管蒸发器1中，冷凝回流管7的底部安装单向阀8，通过单向阀8冷凝液可以流回套管蒸发器1，而套管蒸发器1不能流入冷凝回流管7中，另外，传热管2上部井口处用法兰组件11联接及分隔器的方法封堵。其它与实施例1相同。

Claims (5)

1.一种利用油层套管传导地热能的装置，其特征在于：这种利用油层套管传导地热能的装置，原井套管(4)底部用分隔器(9)密闭封堵，原井套管(4)内安装传热管(2)，传热管(2)的底端通过连接一组分隔器(9)或焊接连板(10)，传热管(2)上部井口处也采取分隔器(9)或用管箍或用法兰组件(11)联接或封堵的方法焊接，将原井套管(4)与传热管(2)之间的环形空间封闭，封闭的环形空间内抽成真空，或放入保温隔温材料，形成远距离的隔温保温层段；环形空间下方的原井套管为套管蒸发器(1)，井口的上部传热管(2)联接放热器(3)；放热器(3)、传热管(2)、套管蒸发器(1)依次联通构成的密封空间内压入低沸点介质或水，并抽成真空。

2.根据权利要求1所述的利用油层套管传导地热能的装置，其特征在于：所述的套管蒸发器(1)与放热器(3)之间还连接有冷凝回流管(7)，冷凝回流管(7)的底部安装单向阀(8)。

3.根据权利要求1所述的利用油层套管传导地热能的装置，其特征在于：所述的放热器(3)为椭圆状的，其外有翅片。

4.根据权利要求1所述的利用油层套管传导地热能的装置，其特征在于：所述的放热器(3)为U型的。

5.根据权利要求2所述的利用油层套管传导地热能的装置，其特征在于：所述的放热器(3)为方型的。 

Images