CN220135759U - 一种地热资源取热井结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种地热资源取热井结构。包括固井套管和取热管，取热管与所述固井套管之间形成环形通道；换热介质沿固井套管的入口流入环形通道内，且与地热井四周的岩层进行换热；取热管包括保温腔、蓄热腔以及隔热腔；保温腔位于蓄热腔远离井壁的一侧并与蓄热腔连通，保温腔和蓄热腔沿着井壁长度方向从井底延伸到地面；隔热腔在蓄热腔靠近地面的一端外侧；蓄热腔的径向尺寸从井底到地面变大，保温腔、隔热腔以及蓄热腔构成的取热管管体的截面呈长方形。通过将取热管设置为保温腔、蓄热腔以及隔热腔克服或减少高温水与低温水经取热管换热情况，减小了高温水热量的损失，提升单井的供热量和供热温度品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及地热技术领域，特别涉及一种成井较浅的地热资源取热井结构。
背景技术
目前，地热资源是绿色低碳清洁、可循环利用的再生能源，对节能减排，改善大气环境及实现“双碳”目标具有重要作用，岩型地热是目前一种新型的采热方式，该技术不采水，不破坏地层，是一种洁净绿色的才热方式，该方式具体为将地面的水注入干热岩地热井，与井内高温岩层换热后抽至地面利用，但是在陕南秦岭山区，受地质条件的限制，地层上部覆盖层较薄，地热水井成井深度较浅，采用此种方式导致经过井下换热后输送至地面的过程中，换热后的高温水在井口处与输入的低温水会进行二次换热，且在由于将普通井水注入地热井中，降低了输送至地面的热水的温度，导致供热能力偏低。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种地热资源取热井结构，用以提高成井较浅的地热水井在井口的出水温度较低的情况。具体方案为：
一种地热资源取热井结构，包括固井套管和取热管，所述固井套管设置在地热井的内壁，且沿着地热井的长度方向设置；
所述取热管设置在所述固井套管内，沿所述固井套管长度方向设置，所述取热管与所述固井套管之间形成环形通道；
换热介质沿固井套管的入口流入所述环形通道内，且与所述地热井四周的岩层进行换热，并自所述取热管的入口流动至所述取热管内，通过潜水泵沿所述取热管抽至地面；
所述取热管的管壁包括由内到外设置的保温腔、蓄热腔以及隔热腔；
所述保温腔与蓄热腔连通，所述保温腔和蓄热腔沿着井壁长度方向从井底延伸到地面；
所述隔热腔与蓄热腔隔断，所述隔热腔沿着蓄热腔长度方向设置在蓄热腔靠近地面一端的外侧；
所述蓄热腔的径向尺寸从井底到地面变大，所述保温腔、隔热腔以及蓄热腔的径向尺寸相匹配，所述保温腔、隔热腔以及蓄热腔构成的取热管管体的截面呈长方形。
优选的，所述保温腔内填充有保温棉，
所述蓄热腔内填充有导热材料；
所述隔热腔内填充有隔热材料。
优选的，所述保温腔和蓄热腔的径向尺寸压着井壁长度方向分段变化，所述分段长度均为20米，
所述隔热腔的长度为20-50m。
优选的，所述蓄热腔靠近保温腔的一侧均匀设置有若干散热孔，
所述散热孔与第一隔热腔连通；
所述保温腔内设置有若干导热槽。
优选的，所述固井套管包括吸热层和散热层，
所述吸热层外侧与井内壁接触，所述吸热层内侧与散热层抵接，所述吸热层包括导热树脂和承重筋条，
所述承重筋条呈纵横交错的网状结构；
所述导热树脂填充于整个导热层并将承重筋条整个包裹在里面。
优选的，所述散热层呈为螺旋翅片、板式翅片状中的任意一种。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的地热资源取热井结构，地热井内通过固井套管可避免地层中的水涌入固井套管内，而且可以防止井筒塌缩；同时固井套管内设有取热管，以便取热管与固井套管之间形成环形通道，以便换热介质在环形通道流动且与地热井四周的岩层进行换热，并在自取热管的入口流动至取热管内，以沿取热管抽至地面；通过取热管的设置减缓取热管内外换热介质之间换热，进而避免取热管内换热介质热量的损失，以提高地热井的供热能力；通过设置蓄热腔对井内的热能进行充分利用，蓄热腔了将井内的地热能传输到保温腔内，从而提高了保温腔的保温效果，更进一步的减缓了井口处高温水的热量流失，提高了地热能的利用率，提高了地热井的供热能力；
该地热资源取热井结构通过将取热管设置为保温腔、蓄热腔以及隔热腔克服或减少高温水与低温水经取热管换热情况，较小了高温水热量的损失，提升单井的供热量和供热温度品质。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型实施例中一种地热水井结构示意图；
图2为本实用新型实施例中一种地热水井结构的导热管的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中一种地热水井结构固井套管的结构示意图，
其中，1-固井套管，2-取热管，3-高温水，4-隔热腔，5-蓄热腔，6-吸热层，7-散热层，8-换热介质，9-潜水泵，10-扬水管，11-井底，12-保温腔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
根据附图1-3所示的一种地热资源取热井结构，包括固井套管1和取热管2，所述固井套管1设置在地热井的内壁，且沿着地热井的长度方向设置；
所述取热管2设置在所述固井套管1内，沿所述固井套管1长度方向设置，所述取热管2与所述固井套管1之间形成环形通道；
换热介质8沿固井套管1的入口流入所述环形通道内，且与所述地热井四周的岩层进行换热，并自所述取热管2的入口流动至所述取热管2内，通过潜水泵9沿所述取热管2抽至地面；
所述取热管2的管壁包括由内到外设置的保温腔12、蓄热腔5以及隔热腔4；
所述保温腔12与蓄热腔5连通，所述保温腔12位于蓄热腔5远离井壁的一侧，所述保温腔12和蓄热腔5沿着井壁的长度方向从井底11延伸到地面；
所述隔热腔4与蓄热腔5隔断，所述隔热腔4沿着蓄热腔5长度方向设置在蓄热腔5靠近地面的一段；
所述蓄热腔5的径向尺寸从井底11到地面变大，所述保温腔12、隔热腔4以及蓄热腔5的径向尺寸相匹配，所述保温腔12、隔热腔4以及蓄热腔5构成的取热管2管体的截面呈长方形。
进一步的，所述保温腔12内填充有保温棉，
所述蓄热腔5内填充有导热材料；
所述隔热腔4内填充有隔热材料。
进一步的，所述保温腔12和蓄热腔5的径向尺寸沿着井壁长度方向分段变化，所述分段长度均为20米；
所述隔热腔4的长度为20-50m的地方。
需要说明的是，所述保温腔12的径向尺寸沿着井壁的长度方向分段变大，所述蓄热腔5的径向尺寸沿着井壁的长度方向分段变小，所述保温腔12和蓄热腔5的分段长度均为20米，
进一步的，所述蓄热腔5靠近保温腔12的一侧均匀设置有若干散热孔，
所述散热孔与保温腔12连通；
所述保温腔12内设置有若干导热槽13。
进一步的，所述固井套管1包括吸热层6和散热层7，
所述吸热层6外侧与井内壁接触，所述吸热层6内侧与散热层7抵接，所述吸热层6包括导热树脂和承重筋条，
所述承重筋条呈纵横交错的网状结构；
所述导热树脂填充于整个导热层并将承重筋条整个包裹在里面。
进一步的，所述散热层7呈为螺旋翅片、板式翅片状中的任意一种。
需要说明的是，本申请中的换热介质可为自来水或者井水等，在本申请中，潜水泵位于取热管内，水泵进水口在动水位1米以下，且泵浸入井的深度不大于静水位70米，电机下端距井底水深最少在1米以上。
本申请地热资源取热井结构的工作过程为：
将换热介质8即低温水从井口注入到环形通道内，低温水从井口进入到井底11的过程中与井壁的岩层进行换热，经过换热之后到达井底的低温水变成高温水3，通过蓄水泵9将高温水抽至井口，然后通过连接在潜水泵9的输出端的扬水管10输送至各个用户端，
在低温水与岩层换热的过程中，将固井套管1设置为吸热层6和散热层7，提高固井套管1的导热效率提高低温水的换热率；
将取热管设置为保温腔12、蓄热腔5以及隔热腔4，
由于地热井的下部随着深度的增加温度越来越高，地热井井底的蓄热温度最高，取热管2位于井底的一端为保温腔12和蓄热腔5，通过蓄热腔5内导热树脂将井底的热量传至整个蓄热腔5，并通过蓄热腔5的散热孔，分散到保温腔12内，增加保温腔12内的温度，从而达到减缓井口高温水3温度下降的速率；取热管2位于井口的一端在蓄热腔5靠近固井套管1的一端设置有隔热腔4，减少换热介质8对蓄热腔5温度的影响，从而实现提高整个地热井的换热效率。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种地热资源取热井结构，包括固井套管(1)和取热管(2)，其特征在于，所述固井套管(1)设置在地热井的内壁，且沿着地热井的长度方向设置；
所述取热管(2)设置在所述固井套管(1)内，沿所述固井套管(1)长度方向设置，所述取热管(2)与所述固井套管(1)之间形成环形通道；
换热介质(8)沿固井套管(1)的入口流入所述环形通道内，且与所述地热井四周的岩层进行换热，并自所述取热管(2)的入口流动至所述取热管(2)内，通过潜水泵(9)沿所述取热管(2)抽至地面；
所述取热管(2)的管壁包括由内到外设置的保温腔(12)、蓄热腔(5)以及隔热腔(4)；
所述保温腔(12)与蓄热腔(5)连通，所述保温腔(12)和蓄热腔(5)沿着井壁长度方向从井底(11)延伸到地面；
所述隔热腔(4)与蓄热腔(5)隔断，所述隔热腔(4)沿着蓄热腔(5)长度方向设置在蓄热腔(5)靠近地面一端的外侧；
所述蓄热腔(5)的径向尺寸从井底(11)到地面变大，所述保温腔(12)、隔热腔(4)以及蓄热腔(5)构成的取热管(2)管体的截面呈长方形。
2.根据权利要求1所述的一种地热资源取热井结构，其特征在于，所述保温腔(12)内填充有保温棉，
所述蓄热腔(5)内填充有导热材料；
所述隔热腔(4)内填充有隔热材料。
3.根据权利要求2所述的一种地热资源取热井结构，其特征在于，所述保温腔(12)和蓄热腔(5)的径向尺寸沿着井壁长度方向分段变化，所述分段长度均为20米，
所述隔热腔(4)的长度为20-50m。
4.根据权利要求2所述的一种地热资源取热井结构，其特征在于，所述蓄热腔(5)靠近保温腔(12)的一侧均匀设置有若干散热孔，
所述散热孔与保温腔(12)连通；
所述保温腔(12)内设置有若干导热槽(13)。
5.根据权利要求1所述一种地热资源取热井结构，其特征在于，所述固井套管(1)包括吸热层(6)和散热层(7)，
所述吸热层(6)外侧与井内壁接触，所述吸热层(6)内侧与散热层(7)抵接，所述吸热层(6)包括导热树脂和承重筋条，
所述承重筋条呈纵横交错的网状结构；
所述导热树脂填充于整个导热层并将承重筋条整个包裹在里面。
6.根据权利要求5所述的一种地热资源取热井结构，其特征在于，所述散热层(7)呈为螺旋翅片、板式翅片状中的任意一种。
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