[發(fā)明專利]一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811033269.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108954878A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高海仁;李力;劉建宏;楊瑞濤;盧雄;龍安杰;熊文學(xué);楊超輝;侯學(xué)明;馬慶陽(yáng);李建明;申超;林明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西延長(zhǎng)石油國(guó)際勘探開(kāi)發(fā)工程有限公司
• 主分類號(hào): F24T10/10
• 分類號(hào): F24T10/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括設(shè)置在巖層或土壤層(1)上的一開(kāi)豎直井，一開(kāi)豎直井的底部中心開(kāi)設(shè)有二開(kāi)井，所述二開(kāi)井包括依次連接的直井段、增斜段以及水平段，一開(kāi)豎直井的一開(kāi)井壁(2)內(nèi)側(cè)設(shè)置表層套管(4)，且一開(kāi)井壁(2)和表層套管(4)之間填充有一開(kāi)固井水泥(3)，表層套管(4)及二開(kāi)井的二開(kāi)井壁(5)內(nèi)側(cè)設(shè)置有地埋管外管(7)，且地埋管外管(7)與表層套管(4)及二開(kāi)井的二開(kāi)井壁(5)內(nèi)側(cè)之間填充有二開(kāi)固井水泥(6)，地埋管外管(7)中設(shè)置有地埋管內(nèi)管(8)，且地埋管內(nèi)管(8)伸入地埋管外管(7)的一端與地埋管外管(7)連通，地埋管外管(7)與外界連通處為換熱工質(zhì)入口端(9)，地埋管內(nèi)管(8)與外界連通處為換熱工質(zhì)出口端(10)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述增斜段的造斜率為5°～10°/30m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，地埋管內(nèi)管(8)上設(shè)置有若干能夠?qū)⑵涔潭ㄔ诘芈窆芡夤?7)中心的扶正器(11)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述地埋管內(nèi)管(8)為真空隔熱管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述換熱工質(zhì)出口端(10)通過(guò)管路連接至熱泵機(jī)組。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中深層地埋管水平井換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述水平段的中心線距離地表之間的距離為2000-3000m。

7.一種中深層地埋管水平井換熱方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在疏松、松散或成巖性差的地層或土壤層(1)上進(jìn)行一開(kāi)豎直井鉆取，直至鉆穿該地層或土壤層(1)到達(dá)穩(wěn)定性、成巖性良好的層位，然后在一開(kāi)豎直井內(nèi)下入尺寸、強(qiáng)度匹配的表層套管(4)，一開(kāi)井壁(2)與表層套管(4)之間的環(huán)形間隙使用一開(kāi)固井水泥(3)進(jìn)行填充并封固牢靠；

步驟二：在一開(kāi)豎直井的底部中心進(jìn)行二開(kāi)，形成二開(kāi)井，整個(gè)二開(kāi)井包括自一開(kāi)豎直井底部依次鉆取的直井段、增斜段及水平段，在二開(kāi)井內(nèi)下入尺寸、強(qiáng)度匹配的地埋管外管(7)，二開(kāi)井壁(5)與地埋管外管(7)之間以及表層套管(4)與地埋管外管(7)之間的環(huán)形間隙使用二開(kāi)固井水泥(6)進(jìn)行填充并封固牢靠；

步驟三：在地埋管外管(7)內(nèi)設(shè)置地埋管內(nèi)管(8)，且地埋管內(nèi)管(8)伸入地埋管外管(7)的一端與地埋管外管(7)相通，井口處的地埋管外管(7)與地埋管內(nèi)管(8)之間的環(huán)形空間為換熱工質(zhì)入口端(9)，井口處地埋管內(nèi)管(8)與外界連通處為換熱工質(zhì)出口端(10)；

步驟四：將換熱工質(zhì)從換熱工質(zhì)入口端(9)泵入地埋管外管(7)與地埋管內(nèi)管(8)之間的環(huán)形空間中，換熱工質(zhì)自井口到井底下行過(guò)程中與地層進(jìn)行熱交換，從而獲取熱量，提取熱量后的換熱工質(zhì)抵達(dá)井底后進(jìn)入地埋管內(nèi)管(8)上返到換熱工質(zhì)出口端(10)，完成換熱過(guò)程。