CN210891991U - 一种旧井改造换热井 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种旧井改造换热井,包括旧井、保温管、封堵装置、热水管和冷水管,旧井上端开口、下端密封,旧井下部的侧壁上开设有若干个通孔,通孔通过封堵装置进行封堵,旧井的上端通过井口装置进行密封,保温管设置于旧井的内部,保温管的上端与热水管相互连通,保温管的下端与旧井连通,保温管和热水管均与井口装置固定连接,冷水管与旧井的侧壁连通且固定连接。本实用新型具备冬季制热和夏季制冷两种工作模式,冬季制热模式下利用换热井能够将通入旧井内的冷水进行制热或在夏季制冷模式下利用换热井能够将通入旧井内的热水进行制冷,使得废弃旧井下的能量得到了充分的利用,节约资源的同时降低了使用成本,为社会作出了有益贡献。

Description

一种旧井改造换热井
技术领域
本实用新型涉及换热井技术领域,特别是涉及一种旧井改造换热井。
背景技术
最早利用地热井时,取热后直接排放,既浪费水资源又给污水处理增加了很大成本。后来改成取水回灌模式,但因很多砂层回灌困难,不能100%回灌,还是有许多地热井水白白的浪费,给子孙后代留下的水资源越来越少。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种旧井改造换热井,以解决上述现有技术存在的问题,使废弃旧井下的热量得到充分利用,节约资源,降低成本。
为实现上述目的,本实用新型提供了如下方案:
本实用新型提供了一种旧井改造换热井,包括旧井、保温管、封堵装置、热水管和冷水管,所述旧井上端开口、下端密封,所述旧井下部的侧壁上开设有若干个通孔,所述通孔通过所述封堵装置进行封堵,所述旧井的上端通过井口装置进行密封,所述保温管设置于所述旧井的内部,所述保温管的上端与所述热水管相互连通,所述保温管的下端与所述旧井连通,所述保温管和所述热水管均与所述井口装置固定连接,所述冷水管与所述旧井的侧壁连通且固定连接。
优选地,所述封堵装置为换热管,所述换热管设置于所述旧井与所述保温管之间,所述换热管的上端通过所述密封固定装置与所述旧井的内壁固定且密封连接,所述换热管的上端位于最上端的所述通孔的上侧,所述换热管的下端封闭,所述保温管与所述换热管相互连通,所述保温管的下端穿过所述换热管的上端开口直通所述换热管的底部。
优选地,所述旧井、所述保温管和所述换热管均同轴设置,所述换热管的材质为金属。
优选地,所述密封固定装置为密封固定器或水泥环,所述密封固定器的固定部分由金属制作而成,所述密封固定器的密封部分由柔性材料制作而成,所述水泥环由水泥制作而成。
优选地,所述封堵装置为水泥塞,所述水泥塞与所述旧井的内壁固定且密封连接,所述水泥塞的上端位于最上端的所述通孔的上侧,所述水泥塞通过直接向所述旧井的下部注入水泥浆凝固制作而成。
优选地,所述封堵装置为新固水泥环,所述新固水泥环固定于所述旧井的外壁上并与所述旧井的侧壁密封连接,所述新固水泥环能够覆盖住整个所述通孔,所述新固水泥环通过直接向所述旧井的下部注入水泥浆,待所述水泥浆凝固固结后再将所述旧井内部以及所述通孔内的水泥钻出,以保留所述旧井外壁上的水泥制作而成。
优选地,所述井口装置与所述旧井固定连接并通过第一密封圈进行密封,所述保温管的上端和所述热水管的下端均与所述井口装置固定连接并通过第二密封圈进行密封。
优选地,所述旧井为地热井或油井。
优选地,所述旧井为同径管井或异径管井,当所述旧井为异径管井时,所述旧井包括自上而下依次设置的第一井段和第二井段,所述第一井段的直径大于所述第二井段的直径;所述保温管为同径管或异径管,当所述保温管为异径管时,所述保温管包括自上而下依次设置的第一管段和第二管段,所述第一管段的直径大于所述第二管段的直径。
优选地,所述旧井由金属制作而成,所述保温管由导热系数低的管材制作而成。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果:利用旧井改造后的旧井改造换热井具备冬季制热和夏季制冷两种工作模式,冬季制热模式下,通入旧井内的冷水在换热井内进行换热实现制热,换热后得到的热水经热水管排出,夏季制冷模式下,通入旧井内的热水在换热井内进行换热实现制冷,换热后得到的冷水经冷水管排出,使得废弃旧井下部的能量得到了充分的利用,节约资源的同时降低了使用成本,为社会作出了有益贡献。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,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为本实用新型实施例一中的旧井改造换热井的结构示意图;
图2为本实用新型实施例二中的旧井改造换热井的结构示意图;
图3为图2中I处的局部放大图;
图4为本实用新型实施例三中的旧井改造换热井的结构示意图;
图5为图4中II处的局部放大图;
其中:1-井口装置,2-旧井,3-保温管,4-换热管,5-通孔,6-密封固管装置,7-地面,8-冷水管,9-热水管,10-水泥塞,11-新固水泥环,12-旧井水泥环。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,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付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”和“右”指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位和位置关系,仅仅是为了方便描述的结构和操作方式,而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作,因而不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型的目的是提供一种旧井改造换热井,以解决现有技术存在的问题,使废弃旧井下的热量得到充分利用,节约资源,降低成本。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示:本实施例提供了一种旧井改造换热井,包括旧井2、保温管3、封堵装置、热水管9和冷水管8。旧井2优选为地热井或油井,更优选为油井。旧井2上端开口、下端密封,旧井2下部的侧壁上开设有若干个通孔5,通孔5通过封堵装置进行封。旧井2的上端通过井口装置1进行密封,保温管3设置于旧井1的内部,保温管3的上端与热水管9相互连通,保温管3的下端与旧井2连通,保温管3和热水管9均与井口装置1固定连接,冷水管8与旧井2的侧壁连通且固定连接。
具体地,封堵装置优选为换热管4,换热管4设置于旧井2与保温管3之间,换热管4的上端通过密封固定装置6与旧井2的内壁固定且密封连接,换热管4的上端位于最上端的通孔5的上侧,换热管4的下端封闭,保温管3与换热管4相互连通,保温管3的下端穿过换热管4的上端开口直通换热管4的底部。旧井2、保温管3和换热管4均优选为同轴设置,换热管4的材质优选为铁或不锈钢等金属。
密封固定装置6优选为密封固定器或水泥环,更优选为密封固定器。其中,密封固定器的固定部分由铁或不锈钢等金属制作而成,密封固定器的密封部分由橡胶等柔性材料制作而成。若采用密封固定装置对换热管4进行固定,将密封固定器与旧井2的内壁卡接,换热管4通过密封固定器的密封部分与旧井2的内壁密封连接。若采用水泥环对换热管4进行固定,直接在换热管4和旧井2内壁之间填充水泥浆,待水泥浆凝固固结即可将水泥环制作而成。
保温管3和热水管9相互连通且均与井口装置1固定连接,冷水管8与旧井2的侧壁连通且固定连接,热水管9的出水端与水源热泵连通,冷水管8的进水端与水泵连通。井口装置1、热水管9和冷水管8均设置在地面7以上。
井口装置1与旧井2固定连接并通过第一密封圈进行密封,保温管3的上端和热水管9的下端均与井口装置1固定连接并通过第二密封圈进行密封。井口装置1与旧井2的固定方式以及保温管3和热水管9与井口装置1的固定方式均优选为通过法兰或丝扣或焊接连接,更优选为法兰连接。保温管3和热水管9也可通过螺纹连接,此时热水管9与井口装置1优选为采用焊接的方式连接。
旧井2为同径管井或异径管井,当旧井2为异径管井时,旧井2包括自上而下依次设置的第一井段和第二井段,第一井段的直径大于第二井段的直径。保温管3为同径管或异径管,当保温管3为异径管时,保温管3包括自上而下依次设置的第一管段和第二管段,第一管段的直径大于第二管段的直径。旧井2和保温管3均采用直径逐渐较小的结构方式,有利于减小阻尼,降低流速,并增大井内介质的流量。旧井2的井壁外部有固井水泥浆凝固固结后形成旧井水泥环12,具体地,旧井水泥环12设置于第一井段的外壁上。保温管3也可选用同径的保温效果好的套管。旧井2优选为利用铁或不锈钢等金属制作而成,更优选为铁。保温管3优选为由导热系数低的的管材制作而成,更优选为PE或PPR焊材,最优选为PPR焊材。
本实施例中的旧井改造换热井具备两种工作模式,即冬季制热和夏季制冷。
冬季制热模式下,旧井改造换热井的工作过程如下:开启水泵,利用水泵将冷水从冷水管8压入旧井2内,冷水流经换热管4并在换热井内进行热量交换进行制热提高水温,在水源热泵的作用下,换热后得到的热水经过保温管3最终经热水管9排出,热水中的热量被提取后得到的冷水经水泵再次通过冷水管压入换热井内进行制热,至此,完成一个工作循环。
夏季制冷模式下,旧井改造换热井的工作过程如下:开启水源热泵,利用水源热泵将热水从热水管9压入旧井2内,热水流经换热管4并在换热井内进行热量交换进行制冷降低水温,在水泵的作用下,换热后得到的冷水最终经冷水管8排出,排出的冷水进入地面设备吸收地面热量得到的热水经水源热泵再次通过热水管9压入换热井进行制冷,至此,完成一个工作循环。
本实施例中的旧井改造换热井利用换热管4封堵旧井下部侧壁上的通孔并在换热井内将通入地热井内的冷水进行制热或将通入地热井内的热水进行制冷,使得废弃旧井2下的能量得到了充分的利用,节约资源的同时降低了使用成本,为社会作出了有益贡献。
实施例二
如图2-图3所示,本实施例与实施例一的区别在于,封堵装置为水泥塞10,水泥塞10与旧井2的内壁固定且密封连接,水泥塞10的上端位于最上端的通孔5的上侧,水泥塞10通过直接向旧井2的下部注入水泥浆,待水泥浆凝固固结制作而成,在向旧井2内注入水泥浆的过程中,水泥浆流至旧井2下部侧壁上的通孔5并通过通孔5流至旧井2的外壁上并固结形成新固水泥环11。
本实施例中冬季制冷模式下旧井改造换热井的工作过程如下:开启水泵,利用水泵将冷水从冷水管8压入旧井2内,冷水流至旧井2下部后直接进行换热实现制热,在水源热泵的作用下,换热后得到的热水经过保温管3最终从热水管9的出水端排出,热水中的热量被提取后得到的冷水经水泵再次压入旧井内进行换热,至此,完成一个工作循环。
本实施例中夏季制热模式下旧井改造换热井的工作过程如下:开启水源热泵,利用水源热泵将热水从热水管9压入旧井2内,热水流至旧井2下部后直接进行换热实现制冷,在水泵的作用下,换热后得到的冷水最终从冷水管8排出,排出的冷水进入地面设备吸收地面热量得到的热水经水源热泵再次通过热水管9压入换热井进行制冷,至此,完成一个工作循环。
本实施例通过直接旧井的下部注入水泥制作水泥塞10,通过水泥塞10对旧井2下部侧壁上的通孔5进行封堵,无需增加其他装置,结构简单,操作方便,且流入旧井2内的冷水或热水在换热井内直接进行换热,方便快捷。
本实施例的其他技术特征和技术效果参见实施例一即可。
实施例三
如图4-图5所示,本实施例是实施例二的进一步优化,本实施例与实施例二的区别在于,封堵装置为新固水泥环11,新固水泥环11固定于旧井2的外壁上并与旧井2的侧壁密封连接,新固水泥环11能够覆盖住整个通孔5。新固水泥环11是在实施例二中制作的水泥塞10的基础上,将旧井2内部以及通孔5内的水泥钻出,以保留制作水泥塞10时通过通孔5流到旧井2外壁上的水泥制作而成,此时保温管3的下端直通旧井2的底部。这样做的好处是,在封堵旧井2下部侧壁上的通孔5的同时增大旧井2内的换热空间,提高换热效果和冷水的换热量。
本实施例中的旧井改造换热井的工作过程参加实施例二即可,本实施例的其他技术特征和技术效果参见实施例一即可。
本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种旧井改造换热井,其特征在于:包括旧井、保温管、封堵装置、热水管和冷水管,所述旧井上端开口、下端密封,所述旧井下部的侧壁上开设有若干个通孔,所述通孔通过所述封堵装置进行封堵,所述旧井的上端通过井口装置进行密封,所述保温管设置于所述旧井的内部,所述保温管的上端与所述热水管相互连通,所述保温管的下端与所述旧井连通,所述保温管和所述热水管均与所述井口装置固定连接,所述冷水管与所述旧井的侧壁连通且固定连接。
2.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述封堵装置为换热管,所述换热管设置于所述旧井与所述保温管之间,所述换热管的上端通过密封固定装置与所述旧井的内壁固定且密封连接,所述换热管的上端位于最上端的所述通孔的上侧,所述换热管的下端封闭,所述保温管与所述换热管相互连通,所述保温管的下端穿过所述换热管的上端开口直通所述换热管的底部。
3.根据权利要求2所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述旧井、所述保温管和所述换热管均同轴设置,所述换热管的材质为金属。
4.根据权利要求2所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述密封固定装置为密封固定器或水泥环,所述密封固定器的固定部分由金属制作而成,所述密封固定器的密封部分由柔性材料制作而成,所述水泥环由水泥浆凝固制作而成。
5.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述封堵装置为水泥塞,所述水泥塞与所述旧井的内壁固定且密封连接,所述水泥塞的上端位于最上端的所述通孔的上侧,所述水泥塞通过直接向所述旧井的下部注入水泥浆凝固制作而成。
6.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述封堵装置为新固水泥环,所述新固水泥环固定于所述旧井的外壁上并与所述旧井的侧壁密封连接,所述新固水泥环能够覆盖住整个所述通孔,所述新固水泥环通过直接向所述旧井的下部注入水泥浆,待所述水泥浆凝固固结后再将所述旧井内部以及所述通孔内的水泥钻出,以保留所述旧井外壁上的水泥制作而成。
7.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述井口装置与所述旧井固定连接并通过第一密封圈进行密封,所述保温管的上端和所述热水管的下端均与所述井口装置固定连接并通过第二密封圈进行密封。
8.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述旧井为地热井或油井。
9.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述旧井为同径管井或异径管井,当所述旧井为异径管井时,所述旧井包括自上而下依次设置的第一井段和第二井段,所述第一井段的直径大于所述第二井段的直径;所述保温管为同径管或异径管,当所述保温管为异径管时,所述保温管包括自上而下依次设置的第一管段和第二管段,所述第一管段的直径大于所述第二管段的直径。
10.根据权利要求1所述的旧井改造换热井,其特征在于:所述旧井由金属制作而成,所述保温管由导热系数低的管材制作而成。
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