[發明專利]一種地熱單井導熱加對流全井段取熱系統

在審

• 申請號: 201910355853.X
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110131780A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 卜憲標;王令寶;李華山
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F24D15/00
• 分類號: F24D15/00;F24D19/00;F24T10/17
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

本發明公開了一種地熱單井導熱加對流全井段取熱系統，包括取熱供暖組件以及地下采熱組件，地下采熱組件包括地熱井以及設置在地熱井中部的保溫管，地熱井采用金屬井壁，保溫管的內部形成出水通道，保溫管與金屬井壁之間的環形空間形成進水通道，金屬井壁在含水熱儲層的部分設有上部篩管以及下部篩管。本發明可合理分配井筒和含水熱儲層的流體流量，而含水熱儲層同時存在上部的靜壓作用和底部的抽吸作用，可保證回灌的驅動力，同時通過上部巖石的導熱和下部對流換熱，實現全井段取熱，大幅提高單井取熱量，避免了打回灌井，且取熱量大于單井封閉取熱，拓寬了出水量少的地熱井的利用方式，降低了投資風險。

技術領域

本發明涉及地熱供暖技術，具體涉及一種地熱單井導熱加對流全井段取熱系統。

背景技術

我國北方霧霾嚴重，冬季供暖更進一步加重了霧霾，目前對清潔能源供暖技術需求迫切。地熱能作為一種清潔能源，在北方供暖中越來越受到重視。但目前在地熱供暖實施過程中面臨著地熱勘探及鉆井費用高，風險大的難題。特別是在打水熱型地熱井時，常出現出水量少的地熱井，這種情況加大了企業的投資風險，一定程度上阻礙了地熱供暖的快速規模化推廣。對于打出的出水量少的地熱井，廢棄了可惜，如果要抽水利用，必須要再打回灌井，增加了投資回收期。采用單井封閉循環利用出水量少的地熱井也是一種方案，但該方案單井出力小，投資回收期也較長。

發明內容

為避免再打回灌井，并提高出水量少的地熱井的出力，本發明提出了一種地熱單井導熱加對流全井段取熱系統。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種地熱單井導熱加對流全井段取熱系統，包括取熱供暖組件以及地下采熱組件，所述取熱供暖組件設置在地表處，所述地下采熱組件包括貫穿設置在地下的致密巖石層與含水熱儲層的地熱井以及設置在地熱井中部的保溫管，所述地熱井采用金屬井壁，所述保溫管連通地熱井的井口以及井底，所述金屬井壁在含水熱儲層所在的部分設有上部篩管以及下部篩管，所述保溫管的內部形成出水通道，所述保溫管與金屬井壁之間的環形空間形成進水通道。

進一步地，所述取熱供暖組件包括熱泵機組、注入泵以及潛水泵，所述潛水泵設置在出水通道的出口處，并浸于出水通道內的靜水位之下，所述注入泵連接至進水通道的入口處，所述潛水泵、熱泵機組以及注入泵依次相連。

進一步地，所述注入泵與進水通道的入口之間還設有過濾器。

進一步地，所述上部篩管與下部篩管之間的進水通道內設有阻流器。

進一步地，所述阻流器上設有多個通孔。

進一步地，所述保溫管為采用PPR管制成的保溫管。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

1、通過阻流器的作用，可以合理分配井筒和含水熱儲層的流體流量；

2、含水熱儲層同時存在上部的靜壓作用和底部的抽吸作用，可保證回灌的驅動力；

3、通過上部巖石層的導熱和下部含水熱儲層的對流換熱，實現全井段取熱，大幅提高單井取熱量；

4、避免了打回灌井，且取熱量大于單井封閉取熱，拓寬了出水量少的地熱井的利用方式，降低了投資風險。

附圖說明

圖1為地熱單井導熱加對流全井段取熱系統的結構示意圖；

附圖標記說明：1、熱泵機組；2、注入泵；3、致密巖石層；4、金屬井壁；5、靜水位；6、潛水泵；7、保溫管；8、上部篩管；9、阻流器；10、含水熱儲層；11、下部篩管；12、過濾器。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。