CN211261359U - 中深层单孔对接换热型地热井井身结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种中深层单孔对接换热型地热井井身结构，包括直井、保温管、第一水平井、第二水平井及水泥体；直井由地面竖直向下延伸；保温管设置于直井内，在保温管的底端设有封隔器，封隔器将直井封隔为相互隔离的上井部和下井部；第一水平井设置于地面之下，与直井的上井部连通；第二水平井设置于地面之下，位于第一水平井的下方，且与直井的下井部连通；水泥体设置于地面之下，该水泥体内设有与第一水平井和第二水平井连通的内部水道，直井的上井部的水从第一水平井流入内部水道后，能够从第二水平井进入下井部再进入保温管内。低温水经过第一水平井、水泥体和第二水平井后，沿保温管上升到地表进入热泵热源侧，供热能力高、受场地制约少。

Description

中深层单孔对接换热型地热井井身结构

技术领域

本实用新型涉及一种地热井，尤其涉及一种中深层单孔对接换热型地热井井身结构。

背景技术

地热水资源的开发，要求采取地热回灌避免地热废水直接排放引起的热污染、化学污染和资源浪费。回灌对维持热储压力，保证地热的开采技术条件具有重要作用。但目前的回灌率仍然太低，砂岩热储的回灌堵塞严重，存在一定技术上的困难，使地热能开发利用的推广应用受到影响。基于取热不取水的思想，提出了中深层地热的闭式循环取热技术，直井技术受取热段长度和热影响范围的影响，供热能力有限，“U”型对接井取热技术需要两个钻井场地，在实施过程中常受到场地制约。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种供热能力高、受场地制约少的中深层单孔对接换热型地热井井身结构。

本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型的一个方面，一种中深层单孔对接换热型地热井井身结构，包括：

直井，由地面竖直向下延伸；

保温管，设置于所述直井内，在所述保温管的底端设有封隔器，所述封隔器将所述直井封隔为相互隔离的上井部和下井部；

第一水平井，设置于地面之下，与所述直井的上井部连通；

第二水平井，设置于地面之下，位于所述第一水平井的下方，且与所述直井的下井部连通；

水泥体，设置于地面之下，该水泥体内设有与第一水平井和第二水平井连通的内部水道，所述直井的上井部的水从所述第一水平井流入所述内部水道后，能够从所述第二水平井进入所述下井部再进入所述保温管内。

根据本实用新型的一实施方式，所述直井内设有技术套管，所述技术套管上涂覆有保温材料。

根据本实用新型的一实施方式，所述第一水平井包括第一水平井生产套管及位于第一水平井生产套管外部的第一水平井水泥固井，所述第一水平井水泥固井由添加导热材料的水泥制成。

根据本实用新型的一实施方式，所述第二水平井包括第二水平井生产套管及位于第二水平井生产套管外部的第二水平井水泥固井，所述第二水平井水泥固井由添加导热材料的水泥制成。

根据本实用新型的一实施方式，所述内部水道为直角水道。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型中深层单孔对接换热型地热井井身结构，低温水进入进内，从保温管和直井之间的环形空间向下流动，经过第一水平井、水泥体和第二水平井后，沿保温管上升到地表进入热泵热源侧，出热泵热源侧后再回到保温管和直井之间的环形空间内。在循环过程中，热泵热源侧流出来的放热后的低温水经过高温井段发生热交换温度升高后再进入热泵热源侧，往复循环源源不断地将能量输送给热泵，达到取热不取水的目的，供热能力高、受场地制约少。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本实用新型一实施方式的中深层单孔对接换热型地热井井身结构的示意图。

图中：1、直井；11、上井部；12、下井部；2、保温管；21、封隔器；3、第一水平井；4、第二水平井；5、水泥体；51、内部水道。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图1所述，本实用新型实施方式公开了一种中深层单孔对接换热型地热井井身结构。该井身结构包括直井1、保温管2、第一水平井3、第二水平井4及水泥体5。

直井1由地面竖直向下延伸。根据设计深度的不同，该直井1可为1段式结构或多段式结构。在本实施方式中，该直井1为2段式结构。直井1内设有技术套管，在技术套管上涂覆有保温材料。

保温管2设置于直井1内，在保温管2的底端设有封隔器21，封隔器21将直井1封隔为相互隔离的上井部11和下井部12。该保温管2的上端口位于直井1的井口处，下端口穿过封隔器21。

第一水平井3设置于地面之下，与直井1的上井部11连通。第二水平井4设置于地面之下，位于第一水平井3的下方，且与直井1的下井部12连通。第一水平井3包括第一水平井生产套管及位于第一水平井生产套管外部的第一水平井水泥固井，所述第一水平井水泥固井由添加导热材料的水泥制成。第一水平井3在直井1中通过造斜施工水平工程井的方式建造，其建造方法为公知方法。该第一水平井3的起始端为倾斜段，中段为水平段，末端为圆弧过渡的竖直段。

第二水平井4包括第二水平井生产套管及位于第二水平井生产套管外部的第二水平井水泥固井，所述第二水平井水泥固井由添加导热材料的水泥制成。该第二水平井4是从直井1的底部采用精准定向钻进方法建造的斜施工对接水平工程井。

水泥体5设置于地面之下，该水泥体5内设有与第一水平井3和第二水平井4对接连通的内部水道51，直井1的上井部11的水从第一水平井3流入内部水道51后，能够从第二水平井4进入下井部12，再进入保温管2内。在本实施方式中，内部水道51为直角水道。该水泥体5在制造时，先在地下进行机械式人工造腔，然后在腔体内注入水泥，水泥凝固后成为水泥体5。

本实用新型的中深层单孔对接换热型地热井井身结构，直井1的井口封闭并连接地表管汇，管路中装有压力表、进回水温度表、循环泵、补水装置、热泵机组等设备。图1中的箭头方向表示水流方向。保温管2输出的热水接入地表的热泵热源侧进水，热泵热源侧回水接入保温管2和直井1之间的环形空间内。通过地表的循环水泵为注满水后的系统建立循环，低温水进入进内，从保温管2和直井1之间的环形空间向下流动，经过第一水平井3、水泥体5和第二水平井4后，沿保温管2上升到地表进入热泵热源侧，出热泵热源侧后再回到保温管2和直井1之间的环形空间内。在循环过程中，热泵热源侧流出来的放热后的低温水经过高温井段发生热交换温度升高后再进入热泵热源侧，往复循环源源不断地将能量输送给热泵，达到取热不取水的目的，供热能力高、受场地制约少。

本实用新型中的保温管2具有保温绝热功能，能够确保地热水提升输送过程中热量散失较小。在技术套管上涂覆有保温材料，可以在回水温度高于地层温度时减少热能损失。水泥固井由添加导热材料的水泥制成，可以增加换热效率。本实用新型采用单井对接井工艺来增加换热体积，提高了换热功率，减少了场地占用，为地热能的开放提供了技术支持。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (5)

1.一种中深层单孔对接换热型地热井井身结构，其特征在于，包括：

直井，由地面竖直向下延伸；

保温管，设置于所述直井内，在所述保温管的底端设有封隔器，所述封隔器将所述直井封隔为相互隔离的上井部和下井部；

第一水平井，设置于地面之下，与所述直井的上井部连通；

第二水平井，设置于地面之下，位于所述第一水平井的下方，且与所述直井的下井部连通；

水泥体，设置于地面之下，该水泥体内设有与第一水平井和第二水平井连通的内部水道，所述直井的上井部的水从所述第一水平井流入所述内部水道后，能够从所述第二水平井进入所述下井部再进入所述保温管内。

2.根据权利要求1所述的中深层单孔对接换热型地热井井身结构，其特征在于，所述直井内设有技术套管，所述技术套管上涂覆有保温材料。

3.根据权利要求1所述的中深层单孔对接换热型地热井井身结构，其特征在于，所述第一水平井包括第一水平井生产套管及位于第一水平井生产套管外部的第一水平井水泥固井，所述第一水平井水泥固井由添加导热材料的水泥制成。

4.根据权利要求1所述的中深层单孔对接换热型地热井井身结构，其特征在于，所述第二水平井包括第二水平井生产套管及位于第二水平井生产套管外部的第二水平井水泥固井，所述第二水平井水泥固井由添加导热材料的水泥制成。

5.根据权利要求1所述的中深层单孔对接换热型地热井井身结构，其特征在于，所述内部水道为直角水道。

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