[發明專利]一種U型地熱井及其施工工藝

在審

• 申請號: 202010917512.X
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112097409A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李振興;趙會棟;翟麗娟
• 申請（專利權）人: 中煤水文局集團有限公司
• 主分類號: F24T10/15
• 分類號: F24T10/15;E21B7/00;E21B33/13
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 姜展志

1.一種U型地熱井，其特征在于：包括設置于地下的豎直井(1)和對接井(2)，所述豎直井(1)的下端開設有對接腔(11)，所述對接腔(11)內壁設有防滲漏層(12)，所述對接井(2)包括豎直井段(21)和水平井段(22)，所述水平井段(22)的一端與所述豎直井段(21)的下端相通且連為一體，其另一端與所述對接腔(11)連接并連通，所述豎直井(1)、豎直井段(21)和水平井段(22)三者的內壁分別固定套設有固井套管(3)，所述固井套管(3)與對應的井壁之間填充有高導熱固井材料層(4)。

2.根據權利要求1所述的一種U型地熱井，其特征在于：所述固井套管(3)為金屬套管。

3.根據權利要求1所述的一種U型地熱井，其特征在于：所述高導熱固井材料層(4)為高導熱固井水泥材料層。

4.根據權利要求1至3任一項所述的一種U型地熱井，其特征在于：所述防滲漏層(12)為防滲漏水泥層。

5.一種如權利要求4所述的U型地熱井的施工工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、豎直井(1)鉆井，鉆井完畢后，下入固井套管(3)，并采用高導熱固井材料層(4)對固井套管(3)進行固井作業；

步驟二、建腔作業，具體包括：

S1、一次建腔，在豎直井(1)底部選取低滲透巖層作為對接腔(11)目的層；

S2、通過擴腔鉆在目的層鉆腔作業，鉆出對接腔(11)的粗坯腔室；

S3、沖洗，對粗坯腔室進行沖洗，剝離粗坯腔室周壁上的泥漿皮，保持粗坯腔室周壁的清潔；

步驟三、對粗坯腔室的周壁防滲漏處理，具體包括：

S4、向粗坯腔室內加壓2-10MPa注入防滲漏水泥泥漿，其目的是與粗坯腔室的周壁有機結合，使水泥泥漿在高壓下滲入粗坯腔室的周壁，并壓滿整個粗坯腔室；

S5、保持泵壓2-5MPa，時間1-5h，至水泥初凝，形成；

步驟四、二次建腔作業，在初凝后的水泥層進行鉆腔作業，形成帶有防滲漏層(12)的對接腔(11)；

步驟五、沖洗對接腔(11)；

步驟六、采用滲水試驗檢驗對接腔(11)的防滲漏效果；

步驟七、完成對接井(2)的鉆井作業，并在對接井(2)的豎直井段(21)和水平井段(22)內下入固井套管(3)，并采用高導熱固井材料層(4)對固井套管(3)進行固井作業。

6.根據權利要求5所述的一種如權利要求4所述的U型地熱井的施工工藝，其特征在于：所述步驟六中，在豎直井(1)的上端井口施加大于2-10MPa的壓力，保持壓力時間30-120min，若井筒內液面無下降或不超過2mm，則通過檢驗；反之，則判斷為不合格，重復步驟三、四、五，直至檢驗通過。

7.根據權利要求5所述的一種如權利要求4所述的U型地熱井的施工工藝，其特征在于：所述S6中，水泥初凝20-1000h后在水泥層進行鉆腔作業。

8.根據權利要求5所述的一種如權利要求4所述的U型地熱井的施工工藝，其特征在于，所述防滲漏水泥泥漿包括以下質量份數的組份：水5份、水泥10份、界面處理劑0.3-0.5份。