[發明專利]一種高效利用地熱能供暖的井網

在審

• 申請號: 201910359573.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110319476A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 韓金井;韓松
• 申請（專利權）人: 韓金井;韓松
• 主分類號: F24D3/04
• 分類號: F24D3/04;F24D3/10;F24T10/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種高效利用地熱能供暖的井網，包括多個獨立井組，每個獨立井組均由低溫加熱井和高溫加熱井組合而成，其中，高溫加熱井和低溫加熱井的數量比例≥1:1或低溫加熱井和高溫加熱井的數量比例≥1:1，低溫加熱井下套管后不與地層溝通形成閉環空間，高溫加熱井與地層溝通，低溫加熱井和高溫加熱井內均設置有保溫層，位于地面部分的低溫加熱井和高溫加熱井之間通過地面設備群實現冷熱水中和及交換。本發明解決了現有技術中存在的地熱能供暖鉆井熱值效率低下、維護費用高昂且影響地下水的問題。

技術領域

本發明屬于地熱供暖技術領域，具體涉及一種高效利用地熱能供暖的井網。

背景技術

隨著鉆井技術與完井技術的提高，高效利用地下熱能的技術逐步成為現實，優化鉆井與完井工藝程，合理使用鉆井與完井工程合理設計井內管柱結構，使用水平井或直井結構的合理搭配，使用低溫高溫加熱井依次加熱的方式達到熱效率最大化。

現有方法之一，是使用鉆井技術進行鉆井后下入套管后下入PVC管，從套管與PVC管中間注入冷水，通過井底循環加入后由PVC管抽入地面，其特點在于不予地層接觸，不抽取地下水，同時產生熱值效率低下抽到地面后任然需要大型加熱設備加熱后才能進入孔板，其井內結構簡單，在注水與抽水過程中由于冷熱水相互影響導致本來溫度不高的熱水仍然會降溫，其采出后任然使用費用昂貴的電能進行加熱，其熱值效率低下。

其現有方法二，建立地熱井后使用電潛泵等手段直接抽取地下水，此方法熱值效率高，井內由電潛泵進行抽水，不正反循環。不進行井筒內水里循環，此方法產生熱水完全來自地下水，雖然熱值效率高，但是其一井內有動力設備后期維護費用昂貴，其二抽采地下水會導致地下水位降低影響地下水，其三長期抽采降低了高溫加熱井井內溫度，使得形成溫度漏斗效應及地底能量虧空。

現有方法三，使用壓裂技術對儲層進行改造，使用水平井結構進行分段壓裂后產出高溫熱水，其出水方式與方法二相同，但是由于使用儲層改造技術費用昂貴，普通小區難以普及且地下熱能不需要大面積擴散造成消費比地下。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效利用地熱能供暖的井網，解決了現有技術中存在的地熱能供暖鉆井熱值效率低下、維護費用高昂且影響地下水的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種高效利用地熱能供暖的井網，包括多個獨立井組，每個獨立井組均由低溫加熱井和高溫加熱井組合而成，其中，高溫加熱井和低溫加熱井的數量比例≥1:1或低溫加熱井和高溫加熱井的數量比例≥1:1，低溫加熱井下套管后不與地層溝通形成閉環空間，高溫加熱井與地層溝通，低溫加熱井和高溫加熱井內均設置有保溫層，位于地面部分的低溫加熱井和高溫加熱井之間通過地面設備群實現冷熱水中和及交換。

本發明的特點還在于，

低溫加熱井和高溫加熱井均為在套管內下入兩層同心管組成的三層同心環型結構，三層同心環型結構從外到內依次是由井筒外層套管、保溫管、內層管同心設置而成，低溫加熱井從外到內依次為注水層、保溫層和抽水層，其中，注水層與保溫層之間形成外層通道，該外層通道為加熱通道，保溫層和抽水層之間形成內層通道，該內層通道為保溫通道；高溫加熱井從外到內依次為抽水層、保溫層和注水層，其中，抽水層和保溫層之間形成外層通道，該外層通道為加熱通道，注水層與保溫層之間形成內層通道，該內層通道為保溫通道，低溫加熱井注水層及高溫加熱井抽水層均是由井筒外層套管內壁與保溫管外壁形成的環形空腔，保溫管內壁與內層管外壁之間形成的環形空腔為保溫層。

地面設備群具體結構為：包括設置于所述低溫加熱井保溫層和高溫加熱井保溫層之間的保溫層抽水泵，保溫層與保溫層抽水泵之間的通道為保溫層抽水通道，保溫層抽水泵還通過保溫層泵排水通道與低溫加熱井的注水層處開設的常溫水入口連通，同時，低溫加熱井抽水層與高溫加熱井注水層之間還依次設置有低溫加熱井抽水泵和熱力補償加熱裝置，高溫加熱井抽水層還設置有高溫加熱井抽水泵，高溫加熱井抽水泵能夠將循環到井底后的加熱水抽出至孔板。