[實用新型]一種深井熱交換系統

有效

• 申請號: 201921758563.1
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN210772840U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 苗健
• 申請（專利權）人: 中國煤炭地質總局勘查研究總院
• 主分類號: F24T10/17
• 分類號: F24T10/17;F25B30/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本實用新型涉及地熱開發與利用領域，提供了一種深井熱交換系統，包括井身結構、進水管和出水管；進水管的出口與出水管的入口在井身結構內連通；進水管包括若干個豎直進水管段和若干個單螺旋進水管段；豎直進水管段和單螺旋進水管段依次交替連通，單螺旋進水管段環繞在出水管外，與井身結構的溫度異常升高段對應。本實用新型提供的深井熱交換系統，通過在井身結構內設置進水管和出水管，形成與井內地下水不連通，有能量交換，無物質交換，獨立的循環系統。同時將單螺旋進水管段環繞在出水管外，有效增加了進水管長度，使進水單位深度流速降低，提高熱交換面積和熱交換效果，有效實現深井地熱資源開發利用，具有環保、高效且“取熱不取水”的特點。

技術領域

本實用新型涉及地熱開發與利用領域，特別涉及一種深井熱交換系統。

背景技術

目前深井地熱資源利用主要是直接用水泵下入深井水位以下，直接抽取地下熱水加以利用。

但該方式在利用完熱資源之后，多數將地下水外排，造成地下水資源浪費，甚至造成地表水系污染，區域地下位下降，地面沉降等危害，且不可長期穩定利用地熱資源。在國家對綠色能源的開發加大的同時，又環保嚴格要求的大環境下，市場急需一種不開采地下熱水，又能解決高效、穩定利用地熱(干熱巖)資源的問題。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術缺陷和應用需求，本申請提出一種深井熱交換系統，旨在提供一種能夠不開采地下水，即能夠實現高效、穩定利用地熱資源的裝置。

(二)技術方案

為解決上述問題，本實用新型提供一種深井熱交換系統，包括：井身結構、進水管和出水管；所述進水管的出口與所述出水管的入口在所述井身結構內連通；所述進水管包括：若干個豎直進水管段和若干個單螺旋進水管段；所述豎直進水管段和所述單螺旋進水管段依次交替連通；每個所述單螺旋進水管段均環繞在所述出水管外，且每個所述單螺旋進水管段均與所述井身結構的溫度異常升高段相對應。

進一步地，所述出水管包括：若干個出水管箍和若干個出水管單元；所述出水管箍和所述出水管單元依次交替連接。

進一步地，所述豎直進水管段包括：若干個進水管箍和若干個進水管單元；所述進水管箍和所述進水管單元依次交替連接。

進一步地，所述進水管還包括：單螺旋熱交換頭；所述單螺旋熱交換頭將最底部的所述單螺旋進水管段與所述出水管連通。

進一步地，所述單螺旋進水管段包括：若干個螺旋單元；各所述螺旋單元依次連通，且依次沿所述出水管的周向螺旋設置。

進一步地，所述單螺旋進水管段還包括：若干個傳熱單元；所述傳熱單元設置在相鄰所述螺旋單元的螺旋管段之間。

進一步地，還包括：循環泵；所述循環泵設置在所述出水管上。

進一步地，還包括：熱泵；所述熱泵同時設置在所述進水管和所述出水管上。

進一步地，所述井身結構包括：沿豎直方向依次向下鉆孔的第一開孔徑段和第二開孔徑段；所述第二開孔徑段的孔徑小于所述第一開孔徑段的孔徑。

進一步地，所述井身結構還包括：固井段、套管和花管；

所述固井段與所述第一開孔徑段內的環形內壁連接；所述套管環設在所述固井段內；所述花管與所述第二開孔徑段內的環形內壁連接。

(三)有益效果

本實用新型提供一種深井熱交換系統，通過在井身結構內設置進水管和出水管，形成與井內地下水不連通，有能量交換，無物質交換，獨立的循環系統。同時將單螺旋進水管段環繞在出水管外，有效增加了進水管長度，使進水單位深度流速降低，提高熱交換面積和熱交換效果，有效實現深井地熱資源開發利用，具有環保、高效且“取熱不取水”的特點。