[發明專利]一種中深地層封閉循環熱交換系統

無效

• 申請號: 201310150056.0
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103196249A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陳康生
• 申請（專利權）人: 王春梅
• 主分類號: F24J3/08
• 分類號: F24J3/08
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

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技術領域

本發明涉及熱交換系統領域，特別是涉及一種利用中深地層封閉循環熱交換系統。

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背景技術

現有技術中，利用地暖供暖技術主要包括：

1、采用溫泉水作為供暖熱源。但是，地面溫泉資源分布是自然的、有限度的。

2、鉆井開發中深層地下水。盡管配有回灌井，但回灌水量不充分是不可避免的，構成地面沉降風險。

3、裸眼井換熱，是半封閉循環，循環水與地下水相互交融、滲透，地下水源被人為污染。井壁長期被水浸泡，發生脫落、垮塌。

上述幾種現有技術都存在污染、高能耗、不可再生等各種的問題。

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發明內容

本發明的目的，是提供一種利用中深地層封閉循環熱交換系統。

本發明技術方案如下：

一種中深地層封閉循環熱交換系統，包括熱能使用端、換熱器及循環泵，其特征在于：

還包括井眼、井口裝置、固井套管及懸掛套管，所述井眼深度為1000-3500m，固井套管安裝在井眼中，固井套管為金屬材料，井壁與固定套管之間填充油井水泥；所述懸掛套管放入固井套管中，并通過井口裝置懸掛、固定；

所述循環泵將水從環形空間注入井中，自上而下，與周圍固井套管熱交換，接近井底后，再從懸掛套管內返回地面，再通過換熱器將熱交換給熱能使用端。

進一步的，所述井眼井底的溫度為60-90?oC。

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本發明中深地層封閉循環熱交換系統，與中深地層內表面金屬套管換熱，通過閉路水循環系統將地層的熱量攜帶到地面。不與地層和地下水直接接觸，具有如下有益效果：

1.?提供可再生的、穩定的、極低運行成本的熱源。

2.?不破壞、不污染未擾動的地下水。

3.?運行中實現廢水、廢氣的零排放。

4.?適合城市中使用。

5.?使用壽命長。

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附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。圖中，熱能使用端1、換熱器2及循環泵3、井眼4、井口裝置5、固井套管6、懸掛套管7、井底8、油井水泥9。圖中箭頭為本系統中的循環水流動方向。

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具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的闡述。

本發明一種中深地層封閉循環熱交換系統，包括熱能使用端1、換熱器2及循環泵3，?還包括井眼4、井口裝置5、固井套管6及懸掛套管7。本系統利用增溫層，即中深地層(深度2000?m左右)的60~90?oC?溫度作為可再生的、清潔熱源，因此，井眼4深度為1000-3500m。固井套管6安裝在井眼4中，固井套管6為金屬材料，井壁與固定套管5之間填充油井水泥9；懸掛套管7放入固井套管6中，并通過井口裝置5懸掛、固定。

本發明的運行如下：循環泵將水從環形空間注入井中，自上而下，與周圍固井套管熱交換，接近井底8后，再從懸掛套管內返回地面，再通過換熱器將熱交換給熱能使用端。

本發明的安裝過程如下：

1、選擇熱能使用區域安裝合適的石油鉆井設備。

2、鉆井到達所需地層溫度的裸眼井深(如,?2000m?)。

3、將固井套管下入井中。

4、用油井水泥填充和加固井壁與套管之間的間隙。

5、再將懸掛套管放入井中，并懸掛、固定在井口。

6、安裝井口裝置、換熱器、循環泵等。

當設計井口出水溫度=60?oC，進水溫度=40oC，溫差?Δ?t?=20?oC,?流量=50?ton/?h,??換熱井生產出約1200?kW?熱能。?

生產熱能過程中，僅消耗很少量的電能供循環泵使用，零排放。

如果換熱井用于城市小區集中供暖，在建筑節能達標情況下，一口井可提供大約?2萬平方米供暖面積的熱能。