CN204212705U - 地热井完井管柱 - Google Patents

地热井完井管柱 Download PDF

Info

Publication number
CN204212705U
CN204212705U CN201420496635.0U CN201420496635U CN204212705U CN 204212705 U CN204212705 U CN 204212705U CN 201420496635 U CN201420496635 U CN 201420496635U CN 204212705 U CN204212705 U CN 204212705U
Authority
CN
China
Prior art keywords
sleeve pipe
tubular column
well completion
completion tubular
intubate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201420496635.0U
Other languages
English (en)
Inventor
朱明�
段友智
岳慧
刘欢乐
侯倩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Research Institute of Petroleum Processing
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201420496635.0U priority Critical patent/CN204212705U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204212705U publication Critical patent/CN204212705U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本实用新型涉及一种地热井完井管柱,包括延伸到地表的一开套管和设置在一开套管下方并密封式插入到一开套管内的二开套管,二开套管延伸到地热层。在一开套管内设置有插管,插管包括插入到二开套管内并密封相连的插入部和处于插入部上方的主体部,主体部与一开套管的内壁隔开而在主体部和一开套管之间形成隔热腔。这种地热井完井管柱的热损失很小,降低了地热在开采过程中的热损失。

Description

地热井完井管柱
技术领域
[0001] 本实用新型涉及地热开采领域,特别涉及一种地热井完井管柱。
背景技术
[0002] 地热是指贮存在地球内部的可再生热能,通常认为地热起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。由于地热能是储存在地下的,因此不会受到任何天气状况的影响,并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点,随时可以采用,不带有害物质。地热资源的开发和利用越来越受到世界各国的重视。
[0003]目前,地热开发通常使用的完井井筒结构有以下两种:(1)对于砂岩地热储层,一开下套管固井,二开直接下套管,仅封固一开与二开套管重叠区域的部分层段,三开悬挂筛管或滤水管取水;(2)对于基岩地热储层:一开及二开下套管固井,三开裸眼段取水。
[0004] 但是,这些完井井身结构的热损失严重,不能有效地利用地热。因此,急需一种热损失较小的完井管柱。
实用新型内容
[0005] 针对上述问题,本实用新型提出了一种地热井完井管柱。这种地热井完井管柱的热损失很小,降低了地热在开采过程中的热损失。
[0006] 根据本实用新型,提出了一种地热井完井管柱,包括延伸到地表的一开套管和设置在一开套管下方并密封式插入到一开套管内的二开套管,二开套管延伸到地热层,在一开套管内设置有插管,插管包括插入到二开套管内并密封相连的插入部和处于插入部上方的主体部,主体部与一开套管的内壁隔开而在主体部和一开套管之间形成隔热腔。
[0007] 根据本实用新型的地热井完井管柱,来自地热层的地热水会从二开套管流入到插管内。这样,在一开套管和插管主体部之间隔热腔就会阻地热水的热量从插管向一开套管和外界环境传导,从而减少了地热水的热量损失。
[0008] 在一个实施例中,在一开套管内还设置有水泵组件,主体部的上端与水泵组件的入口相连。在一个具体的实施例中,水泵组件包括潜水泵和容纳潜水泵的与一开套管的内壁隔开的保温壳体,在保温壳体和潜水泵之间形成地热水容腔,在保温壳体上设置有进水口,主体部的上端与所述进水口密封连接。由于地热水首先进入到保温壳体内,然后再由潜水泵泵送到地面上,因此可以使用任何类型的潜水泵。此外,并不需要将潜水泵的入口与插管的上端相连,这样就方便了潜水泵和插管的在井下的安装。另外,由于保温壳体与一开套管的内壁间隔开,因此同样减少了保温壳体内的地热水向外界环境中的散失。
[0009] 在一个优选的实施例中,在插管的主体和保温壳体的外表面上设置有保温层。通过设置保温层,能够进一步降低热量损失。
[0010] 在一个实施例中,插入部的直径大于主体部的直径。通过这种结构的插管,可以将插管整体上制作为直径较小,使得隔热腔的尺寸较大,以增强地热井完井管柱的隔热效果。此外,仅插管的插入部的直径较大而其余部分较小,也使得在实现插管与二开套管连接的同时,插管的重量较小,从而方便了插管的运输和安装。
[0011] 在一个实施例中,插入部的直径与插入部的长度之比在1:1到1: 4之间。这种插管的插入部的长度较长,保证了插管与二开套管之间密封连接的可靠性,并且方便在插入部上设置密封件。
[0012] 在一个实施例中,在插入部的外表面上设置有密封件。在一个优选的实施例中,密封件为多道平行设置的密封圈,相邻密封圈之间的距离与插入部的长度之比在1: 3到I: 8之间。如此多并且密集分布的密封圈使得插管与二开套管之间的密封连接能够承受20MPa的压差,从而满足了处于井下的插管与二开套管的密封连接不被破坏。
[0013] 在一个实施例中,二开套管的与插入部配合部分的内表面的表面粗糙度在0.32到0.63之间。光滑的二开套管同样有助于将插管插入到二开套管内。此外,光滑的二开套管还有助于实现二开套管和插管之间的密封连接。
[0014] 在一个实施例中,在插入部的下沿构造有引鞋。引鞋能够引导插管顺利地插入到二开套管内,防止插入部上的密封件受到磨损而不能实现密封。
[0015] 在本申请中,用语“上”是指朝向地表的方向。用语“下”是指背向地表的方向。
[0016]与现有技术相比,本实用新型的优点在于:在本实用新型的地热井完井管柱中,在插管与一开套管之间形成了隔热腔。隔热腔的存在会大大减小热量从插管向一开套管和外界环境的传导,从而减少了热量损失。
附图说明
[0017] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中:
[0018] 图1显示了根据本实用新型的地热井完井管柱的结构示意图。
[0019] 图2显示了根据本实用新型的插管的结构示意图。
[0020] 在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
[0021] 下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0022] 图1示意性地显示了根据本实用新型的地热井完井管柱10的结构。如图1所示,沿从地表到地层深处的方向,地热井完井管柱10包括以下构件:一开套管20,上端密封式插入到一开套管20内的二开套管11以及设置在一开套管20内并且与二开套管11密封相连的插管21。此外,还可以将水泵组件22安装到一开套管20内,并且将插管21的上端与水泵组件22的入口相连,水泵组件22的出口延伸到地表。一开套管20向上延伸到地表,二开套管11向下延伸到地热层12内以开采地热水。这样,地热水会流过二开套管11、插管21和水泵组件22 (如图1中的方向A)。
[0023] 下面将对地热井完井管柱10的各个部分进行详细介绍。
[0024] 如图1所示,二开套管11的下部构造为筛管或滤水管15以方便开采地热水。此夕卜,筛管15和二开套管11的其余部分还可以为可分体成型,即首先分别制造筛管15和二开套管11的其余部分,然后再将两者装配到一起。
[0025] 如图1所示,一开套管20的内径大于二开套管11的外径,以使得二开套管11的上端能插入到一开套管20的下端内部并且密封固定连接。在一个实施例中,一开套管20的内径为339.7mm ;而二开套管11的外径为177.8mm,即一开套管20的内径大约为二开套管11的外径的两倍。一开套管20的内径的内径如此大以方便向一开套管20内设置插管21和水泵组件22。
[0026] 图2示意性地显示了插管21的结构。插管21包括处于下端的插入部40和处于插入部40上方的主体部41,并且插入部40的直径Dl大于主体部41的直径D2。还应注意地是,插入部40的直径Dl还应当与二开套管11的内径相匹配,以能够将插入部40插入到二开套管11内。这种插管21不但能实现与二开套管11的插入连接,而且由于插管21的主体部41的直径D2较小,因此插管21的重量也较小,方便了插管21的运输和安装。
[0027] 主体部41的直径D2小于一开套管20的内径,从而在插管21的主体部41和一开套管20之间形成了隔热腔23。隔热腔23内的空气为静止,因此隔热腔23的导热系数非常小。一开套管20的长度大约为300米到450米。也就是说,一开套管20位于从地表向下深度在300米到450米的地层范围内。在这种地层范围中,地层的温度与所开采的地热水的温度相差很大。由于存在隔热腔23,因此大大减小了地热水的热量向周围环境(即,地层)的传导,从而减小了地热水的热量损失。
[0028] 为了避免插管21与二开套管11之间的连接处漏水,在插入部40的外表面上设置了密封件30。在一个实施例中,密封件30可为O型圈,材质为丁晴橡胶或氟橡胶等,亦可采用其它密封方式或组合密封方式。为了方便设置这些密封件30,可将插入部40的长度构造为较长,例如插入部40的直径Dl与插入部40的长度L之比在1:1到1: 2之间。在一个具体的实施例中,插入部40的长度L为2m,直径Dl为2m,在插入部40上平行地设置了7道O型圈。这些O型圈能够承受20MPa的压差,能满足处于井下的插管21与二开套管11的密封连接不被破坏。此外,还将二开套管11的与插入部40配合的内表面加工为较为光滑,例如二开套管11的内表面粗糙度在0.32到0.63之间。这同样有利于插管21的插入部40插入到二开套管11内,还有利于保证二开套管11和插管21之间的密封连接。
[0029] 还如图2所示,在插入部40的下沿构造有引鞋31。引鞋31可引导插管21顺利地插入到二开套管11内,并且防止密封件30受到磨损而不能实现密封。引鞋31大体为锥形,其较小的端部向前延伸以起到引导作用。
[0030] 返回到图1,水泵组件22包括潜水泵24和容纳潜水泵24的保温壳体25。保温壳体25与一开套管20的内壁隔开(形成隔热腔23的一部分),以减小地热水的热量损失。在一个优选的实施例中,还在插管21和保温壳体25的外表面上设置有保温层(未示出),以进一步减小地热水的热量损失。
[0031] 在保温壳体25的下部设置有进水口(未示出),插管21的上端与进水口密封式相连,例如通过焊接连接。这样,地热水会沿着插管21流入到保温壳体25内并填充保温壳体25。潜水泵24则将地热水抽走并泵送到地表。通过设置保温壳体25,可以使用任何类型的潜水泵,从而扩大了本实用新型的适用范围。
[0032] 虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述,但在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种地热井完井管柱,其特征在于,包括延伸到地表的一开套管和设置在所述一开套管下方并密封式插入到所述一开套管内的二开套管,所述二开套管延伸到地热层, 其中,在所述一开套管内设置有插管,所述插管包括插入到所述二开套管内并密封相连的插入部和处于所述插入部上方的主体部,所述主体部与所述一开套管的内壁隔开而在所述主体部和一开套管之间形成隔热腔。
2.根据权利要求1所述的地热井完井管柱,其特征在于,在所述一开套管内还设置有水泵组件,所述主体部的上端与所述水泵组件的入口相连。
3.根据权利要求2所述的地热井完井管柱,其特征在于,所述水泵组件包括潜水泵和容纳所述潜水泵的与一开套管的内壁隔开的保温壳体,在所述保温壳体和所述潜水泵之间形成地热水容腔,在所述保温壳体上设置有进水口,所述主体部的上端与所述进水口密封连接。
4.根据权利要求1所述的地热井完井管柱,其特征在于,所述插入部的直径大于所述主体部的直径。
5.根据权利要求4所述的地热井完井管柱,其特征在于,所述插入部的直径与插入部的长度之比在1:1到1: 4之间。
6.根据权利要求5所述的地热井完井管柱,其特征在于,在所述插入部的外表面上设置有密封件。
7.根据权利要求6所述的地热井完井管柱,其特征在于,所述密封件为多道平行设置的密封圈,相邻密封圈之间的距离与所述插入部的长度之比在1: 3到1: 8之间。
8.根据权利要求6或7所述的地热井完井管柱,其特征在于,所述二开套管的与所述插入部配合部分的内表面的表面粗糙度在0.32到0.63之间。
9.根据权利要求1所述的地热井完井管柱,其特征在于,在所述插入部的下沿构造有引鞋。
10.根据权利要求3所述的地热井完井管柱,其特征在于,在所述插管的主体和保温壳体的外表面上设置有保温层。
CN201420496635.0U 2014-08-29 2014-08-29 地热井完井管柱 Active CN204212705U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420496635.0U CN204212705U (zh) 2014-08-29 2014-08-29 地热井完井管柱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420496635.0U CN204212705U (zh) 2014-08-29 2014-08-29 地热井完井管柱

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204212705U true CN204212705U (zh) 2015-03-18

Family

ID=52981386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420496635.0U Active CN204212705U (zh) 2014-08-29 2014-08-29 地热井完井管柱

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204212705U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105804654A (zh) * 2016-03-16 2016-07-27 中石化绿源地热能开发有限公司 一种地热井新型井身结构及完井方法
CN105971504A (zh) * 2016-06-06 2016-09-28 山东省地矿工程勘察院 一种不确定目标储层所在地层时的钻井结构,方法与装置
CN110230896A (zh) * 2019-05-24 2019-09-13 中国石油大学(北京) 井下取热装置及井下取热方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105804654A (zh) * 2016-03-16 2016-07-27 中石化绿源地热能开发有限公司 一种地热井新型井身结构及完井方法
CN105804654B (zh) * 2016-03-16 2019-02-05 中石化绿源地热能开发有限公司 一种地热井新型井身结构及完井方法
CN105971504A (zh) * 2016-06-06 2016-09-28 山东省地矿工程勘察院 一种不确定目标储层所在地层时的钻井结构,方法与装置
CN110230896A (zh) * 2019-05-24 2019-09-13 中国石油大学(北京) 井下取热装置及井下取热方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102140901B (zh) 一种耐高压钻孔密封方法
CN204212705U (zh) 地热井完井管柱
CN104405283B (zh) 一种采动区地面钻l型井抽采瓦斯的工艺
CN104533514B (zh) 一种钻孔内热驱替式强化抽采方法
CN104564072B (zh) 近距离煤层群完全无煤柱连续卸压开采方法
CN104131831A (zh) 一种煤层气井上下立体联合抽采方法
CN101915086B (zh) 煤矿井下瓦斯钻孔压裂的方法
WO2016082188A1 (zh) 干热岩多循环加热系统及其生产方法
CN102606118A (zh) 油田注水井细分注水投球调剖一体化管柱及其工艺
CN104453839A (zh) 一种大排量油水分离自流注水系统
CN104948141A (zh) 一种同井采注装置
CN110131781A (zh) 一种中深层地热同井采灌系统
CN202215191U (zh) 水平井化学封堵管柱
CN109630081A (zh) 一种煤层钻孔注高压高温水蒸气强化煤层气抽采装置及方法
CN203362135U (zh) 提高煤层透气性的射孔装置
CN108071367A (zh) 单井开采封闭式回灌施工工艺
CN108104865A (zh) 一种顺层钻孔防漏风瓦斯抽采方法
CN105003294B (zh) 一种基于水热耦合压裂煤体石门揭煤方法
CN105401888A (zh) 隔热完井管柱和隔热完井方法
CN201053309Y (zh) 注水井井下过滤器
CN202467796U (zh) 油田注水井细分注水投球调剖一体化管柱
CN202851052U (zh) 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置
WO2021022909A1 (zh) 堆积封隔颗粒实现自堵水的方法、自堵水管柱和完井结构
CN204960882U (zh) 煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置
CN105370216A (zh) 隔热完井管柱

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant