CN207585119U - 双套管式中深层地热井内换热器 - Google Patents
双套管式中深层地热井内换热器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种双套管式中深层地热井内换热器，其包括外套管、内套管及油井水泥层；内套管置于外套管内，并且内套管下端口高于外套管下端口；内套管外侧壁和外套管内侧壁之间形成环状空间；外套管上端口用于连通循环介质流入管路；内套管上端口用于连通循环介质流出管路；油井水泥层覆盖在外套管外，并且将外套管下端口密封。本实用新型的双套管式中深层地热井内换热器，能够在不抽取地下热水的前提下，只换取中深层地热能，实现中深层地热资源的可持续开发利用，不会与地下岩土层钻孔壁各含水层、油气层发生串通。
Description
技术领域
本实用新型涉及中深层地热能开发利用技术，特别涉及一种双套管式中深层地热井内换热器。
背景技术
我国平均地温梯度约3℃/100米。即在恒温层以下，每向下增加100米，地温增加约3℃。地下1000~4000米，地温约50~135℃。这部分中深层地热资源温度不足以开发利用于发电，但是可以成为建筑供热的稳定热源。
目前我国对中深层地热能利用，主要采用直接开采中深层地热水用于建筑供热的方式，即在地热水资源丰富地区，开凿地热井，直接抽取地下热水用于建筑供热，地下水温度利用后直接排放或回灌。但是目前回灌技术发展还不成熟，回灌率偏低（平均回灌率不足50%），造成了大量地热水资源的浪费，并且存在地下水资源枯竭继而引发地质塌陷等灾害的风险。因此为了保护地下热水资源，有些地方政府主管部门已经开始禁止直接开采中深层地下水资源。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种双套管式中深层地热井内换热器，能够在不抽取地下热水的前提下，只换取中深层地热能，实现中深层地热资源的可持续开发利用，不会与地下岩土层钻孔壁各含水层、油气层发生串通。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的双套管式中深层地热井内换热器，其包括外套管11、内套管12及油井水泥层13；
所述内套管12置于所述外套管11内，并且内套管12下端口高于所述外套管11下端口；
所述内套管12外侧壁和外套管11内侧壁之间形成环状空间；
所述外套管11上端口用于连通循环介质流入管路；
所述内套管12上端口用于连通循环介质流出管路；
所述油井水泥层13覆盖在所述外套管11外，并且将所述外套管11下端口密封。
较佳的，所述外套管 11 及内套管 12 内注入有循环介质。
较佳的，所述外套管 11 长度为1000米至4000米。
较佳的，所述外套管11的内径为所述内套管12的内径的1.3到3倍。
较佳的，所述循环介质为水或乙二醇溶液。
较佳的，所述外套管 11 为J55或N80或P110油钢管。
较佳的，所述内套管 12 为高分子复合绝热材质。
本实用新型的双套管式中深层地热井内换热器，安装于岩土层14中，循环介质从内套管12和外套管11之间的环状空间向下流动，在向下流动过程中通过外套管12管壁及油井水泥层13从周围高温岩土层14吸收热量，循环介质温度不断升高；循环介质到达底部后，进入内套管12向上流动，最终流出内套管12，流出换热器的循环介质温度大约在15℃～60℃，可以为地面供热系统热泵主机提供热源向地面建筑供热，循环介质降温后重新回到内套管12和外套管11之间的环状空间向下流动，再次吸收高温岩土层14的热量，如此往复形成循环，为地面供热系统提供连续稳定热源，能够在不抽取地下热水的前提下，只换取中深层地热能，实现中深层地热资源的可持续开发利用。所述外套管11外覆盖油井水泥层13，可以保证换热器密封性，不会与地下岩土层钻孔壁各含水层、油气层发生串通。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的双套管式中深层地热井内换热器一实施例结构示意图。
图中附图标记说明：
11外套管； 12内套管；13油井水泥层； 14岩土层。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1所示，双套管式中深层地热井内换热器包括外套管11、内套管12及油井水泥层13；
所述内套管12置于所述外套管11内，并且内套管12下端口高于所述外套管11下端口；
所述内套管12外侧壁和外套管11内侧壁之间形成环状空间；
所述外套管11上端口用于连通循环介质流入管路；
所述内套管12上端口用于连通循环介质流出管路；
所述油井水泥层13覆盖在所述外套管11外，并且将所述外套管11下端口密封。
较佳的，所述外套管11及内套管内注入有循环介质。
实施例一的双套管式中深层地热井内换热器，安装于岩土层14中，循环介质从内套管12和外套管11之间的环状空间向下流动，在向下流动过程中通过外套管12管壁及油井水泥层13从周围高温岩土层14吸收热量，循环介质温度不断升高；循环介质到达底部后，进入内套管12向上流动，最终流出内套管12，流出换热器的循环介质温度大约在15℃～60℃，可以为地面供热系统热泵主机提供热源向地面建筑供热，循环介质降温后重新回到内套管12和外套管11之间的环状空间向下流动，再次吸收高温岩土层14的热量，如此往复形成循环，为地面供热系统提供连续稳定热源，能够在不抽取地下热水的前提下，只换取中深层地热能，实现中深层地热资源的可持续开发利用。所述外套管11外覆盖油井水泥层13，可以保证换热器密封性，不会与地下岩土层钻孔壁各含水层、油气层发生串通。
实施例二
基于实施例一的双套管式中深层地热井内换热器，所述外套管11长度为1000米至4000米。
较佳的，所述外套管11的内径为所述内套管12的内径的1.3到3倍。
较佳的，所述循环介质为水或乙二醇溶液。
较佳的，所述外套管11为J55或N80或P110油钢管，具有较高的耐压、耐腐蚀性。J表示铸钢 ，N表示镍合金钢，P表示精密金属合金钢，后面的数字表示承压级别，数字为80表示承压级别为 80000PSI（磅/平方英寸）。
较佳的，所述内套管12为高分子复合绝热材质，具有较高的耐压性能和绝热性能。
运用成熟的石油钻井技术，向地下高温岩层钻孔，根据不同地区的地温梯度条件，钻孔深度约1000米至4000米。实施例二的双套管式中深层地热井内换热器，埋设在深度约1000米至4000米的岩土层14钻孔中，可以充分利用中深层地热能。
实施例二的双套管式中深层地热井内换热器，适用范围更广泛，在地下热水资源丰富地区以及在不具备中深层地下热水资源的地区都可以采用，在不抽取地下热水资源前提下，利用循环介质的循环换热，从中深层岩土层取热，为地面供热系统的热泵主机提供稳定热源向地面建筑供热，实现了中深层地热能的可持续利用。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双套管式中深层地热井内换热器，其特征在于，包括外套管（11）、内套管（12）及油井水泥层（13）；
所述内套管（12）置于所述外套管（11）内，并且内套管（12）下端口高于所述外套管（11）下端口；
所述内套管（12）外侧壁和外套管（11）内侧壁之间形成环状空间；
所述外套管（11）上端口用于连通循环介质流入管路；
所述内套管（12）上端口用于连通循环介质流出管路；
所述油井水泥层（13）覆盖在所述外套管（11）外，并且将所述外套管（11）下端口密封；
所述外套管（11）及内套管（12）内注入有循环介质。
2.根据权利要求1所述的双套管式中深层地热井内换热器，其特征在于，
所述外套管（11）长度为1000米至4000米。
3.根据权利要求1所述的双套管式中深层地热井内换热器，其特征在于，
所述外套管11的内径为所述内套管12的内径的1.3到3倍。
4.根据权利要求1所述的双套管式中深层地热井内换热器，其特征在于，
所述循环介质为水或乙二醇溶液。
5.根据权利要求1所述的双套管式中深层地热井内换热器，其特征在于，
所述外套管（11）为J55或N80或P110油钢管。
6.根据权利要求1所述的双套管式中深层地热井内换热器，其特征在于，
所述内套管（12）为高分子复合绝热材质。
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| CN201721268333.8U CN207585119U (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 双套管式中深层地热井内换热器 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186112A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-11 | 张雨 | 一种深层干热岩、中深层地热源聚能换热装置 |
| CN110439477A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-12 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种强度错配的双层组合套管 |
| CN111380237A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-07 | 甘肃省建材科研设计院有限责任公司 | 传热介质和地下中深层岩土热交换装置 |
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