[發明專利]單井開采封閉式回灌系統

在審

• 申請號: 201810035780.1
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108005617A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 劉風岐;王兵;路軍
• 申請（專利權）人: 劉風岐
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F24T10/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 張二群

本發明提供了一種單井開采封閉式回灌系統，屬于地熱井應用技術領域，包括開挖在地表以下的地熱井筒及安裝在所述地熱井筒中的套管，地熱井筒內設有用于同層回灌的鉆桿，地熱井筒從地表由上至下依次分為三層，分別為用于地熱水回灌的回灌層、用于隔斷地熱水的隔水層和用于開采地熱水的開采層。本發明提供的單井開采封閉式回灌系統，采用單井開采地熱水，地熱水和回灌水在地熱井筒的同一地層內進行，利用隔水層將地熱水和回灌水分開，采用單井開采即可滿足地熱能開采要求，無需再打回灌井，具有提高打井速度、不影響地下水分布、單井同層抽灌、成本低的技術效果。

技術領域

本發明屬于地熱井應用技術領域，更具體地說，是涉及一種單井開采封閉式回灌系統。

背景技術

能源危機和環境污染已成為當今威脅人類生存的重要因素，如何解決這一問題，是人類共同的研究課題。在這種背景下，以環保和節能為主要特征的以水為交換介質的地下水開發利用技術、地熱井技術在工廠、學校、醫院等已獲得廣泛利用，而采用地熱井多為雙井或多井抽灌，即一個井抽水，另一個或多個井回灌，這種技術不但鉆井數量多，而且容易改變地下水的分布，長期運行會使抽水井附近的地下水位降低，出現地表沉降等問題，進而危機周邊建筑物的基礎。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單井開采封閉式回灌系統，以解決現有技術中存在的地熱井用雙井抽灌、影響地下水分布、成本高、鉆井工期長的技術問題，具有提高打井速度、不影響地下水分布、單井同層抽灌、降低成本的特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種單井開采封閉式回灌系統，包括開挖在地表以下的地熱井筒及安裝在所述地熱井筒中的用于固定所述地熱井筒的若干段套管，所述地熱井筒內設有用于同層回灌的鉆桿，所述鉆桿分為第一鉆桿和與所述第一鉆桿連接的第二鉆桿，所述地熱井筒從地表由上至下依次分為三層，分別為回灌層、隔水層和開采層；

所述回灌層包括設置在所述地熱井筒上部的用于回灌的回灌層套管，所述回灌層套管分為回灌層套管的上段和回灌層套管的下段，在所述回灌層套管下段上均勻設有若干個用于回灌水通過的回灌孔；

所述隔水層包括與所述回灌層套管底部相互套接的隔水層套管、固定于所述隔水層套管內壁上的卡凸、固定于所述第二鉆桿底部的用于隔斷地熱水的隔水器、及設置在所述卡凸與所述隔水器之間的若干個密封圈，所述隔水層用于將所述地熱井筒底部的地熱水與回灌水隔離開；

所述開采層包括與所述隔水層套管底部相互套接的開采層套管、所述開采層套管上均勻設有若干個用于抽取地熱水的抽水孔，所述開采層用于抽水泵抽取所述地熱井筒中的水。

進一步地，所述第二鉆桿穿過所述回灌層，且底部外側與所述隔水層的所述卡凸連接，回灌水從所述回灌層套管與所述第一鉆桿之間的空隙進入至所述回灌層中，所述地熱水從所述第二鉆桿的底部被抽取至地表上，所述隔水層設置在所述第二鉆桿外壁與所述隔水層套管內壁之間，用于阻擋從所述地熱井筒中抽出的地熱水。

進一步地，所述第一鉆桿與所述第二鉆桿之間設有用于抽取地熱水的抽水泵房。

進一步地，所述第一鉆桿的直徑為89mm，所述第二鉆桿的直徑為127mm。

進一步地，所述回灌層套管的上段直徑為339.7mm，下段直徑為177.8mm；所述隔水層套管和所述開采層套管的直徑均為177.8mm。

進一步地，所述回灌層的下段、所述隔水層和所述開采層均布置在地表以下的館陶地層中，所述館陶地層的水源溫度為50-55℃。

進一步地，所述回灌孔的一側連通所述回灌層套管與所述第二鉆桿之間的空隙，另一側延伸至所述回灌層的周圍地層中。

進一步地，所述抽水孔的一側連通所述開采層套管內部，另一側延伸至所述開采層的周圍地層中。

進一步地，所述密封圈為O型密封圈，固定在所述隔水器與所述卡凸之間。