[發(fā)明專利]一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)及其施工方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111563234.3 | 申請日： | 2021-12-20 |
| 公開（公告）號： | CN114440479A | 公開（公告）日： | 2022-05-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王行軍;王梓桐;康建同;呂立娜;馬國強;王福國;蔣喆;趙京;劉亞然;方福康;李津;白維燦;孫英策;李成祥 | 申請（專利權(quán)）人： | 中煤地質(zhì)集團有限公司 |
| 主分類號： | F24T10/17 | 分類號： | F24T10/17;E21B7/00;E21B33/13;E21B47/07 |
| 代理公司： | 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368 | 代理人： | 仲伯煊 |
| 地址： | 100040 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 新型 地熱 井下 換熱器 結(jié)構(gòu) 及其 施工 方法 | ||
1.一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括位于地層(1)內(nèi)的熱儲層(2)、穿插于地層(1)和熱儲層(2)的一開固井段(8)、設(shè)置于一開固井段(8)下方的二開固井段(9)，以及穿插于一開固井段(8)和二開固井段(9)內(nèi)的中心管(7)；
所述一開固井段(8)包括一開套管(5)，所述二開固井段(9)包括二開套管(6)，所述一開套管(5)和所述二開套管(6)外側(cè)均依次套設(shè)有套管壁(4)和井壁(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括穿過熱儲層(2)的固井水泥層(12)，固井水泥層(12)內(nèi)側(cè)設(shè)置有井下?lián)Q熱器(11)，井下?lián)Q熱器(11)內(nèi)部包括設(shè)置于其中心處的中心管(7)，以及井下?lián)Q熱器(11)與中心管(7)之間的隔層(10)。
3.一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：采用Ф444.5mm鉆頭鉆進至一開位置，下一開套管，用固井材料進行固井；
步驟2：采用Ф311mm鉆頭鉆進至井底，下二開套管，用固井材料進行固井，使井筒成為一個封閉空間；
步驟3：進行測井工作，檢查固井質(zhì)量、井徑變化，測量井筒內(nèi)不同深度溫度變化情況；
步驟4：下入中心管至井底，在中心管和井筒形成的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置測溫光纖，監(jiān)測100米-井底不同深度的溫度，根據(jù)井底溫度的變化調(diào)節(jié)抽采流量,保證回水溫度高于0℃。
4.如權(quán)利要求3所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于，還包括：
中心管作為抽水口抽取井筒內(nèi)的流體，抽取至換熱站，由換熱站輸送到客戶，經(jīng)過熱交換水溫降低，回水由井筒與中心管之間的空隙注回井筒之中；
供熱交換器管網(wǎng)將熱量換給用戶管網(wǎng)，熱水流經(jīng)集水器，根據(jù)取暖需求，分區(qū)泵送至各采暖單位，回水流經(jīng)過濾器除銹、除垢，再次進入梯級供熱交換器管網(wǎng)取熱，循環(huán)往復。
5.如權(quán)利要求3所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：步驟1中，一開套管采用鋼質(zhì)石油套管，規(guī)格為Ф339.7mm×9.65mm，鋼級為J55，屈服強度為379～552MPa,抗拉強度≥517MPa。
6.如權(quán)利要求3所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：步驟1中，所述固井材料，采用G級水泥，加入石墨7.5％、鐵粉3％、石英砂2％，導熱強化材料以及減水劑、消泡劑等，按水固比值0.44進行砂漿配制，導熱系數(shù)為1.8838W/(m·K)，流動度24cm，48h抗壓強度為14.78MPa。
7.如權(quán)利要求3所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：步驟2中，所述二開套管，采用7075鋁合金管材，其抗拉強度≥524Mpa，0.2％屈服強度≥455Mpa：伸長率11％，彈性模量71Gpa，硬度≥150HB，密度2810kg/m3，熱傳導系為173/m·K，外徑直徑≥177.8mm，厚度≥8.94mm。
8.如權(quán)利要求3所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：步驟4中，所述中心管為PEC保溫管；井底溫度的變化調(diào)節(jié)抽采流量為0～30m3/h。
9.如權(quán)利要求8所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：回水溫度為5℃～10℃，回水溫度過低時減少抽采流量；回水溫度≤0℃，換熱系統(tǒng)工作機組停機。
10.如權(quán)利要求9所述的一種新型地熱井下?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：
PEC保溫管技術(shù)參數(shù)：導熱系數(shù)＜0.18W/(m·K),拉伸屈服強度＞90MPa，適用溫度-20℃～120℃，密度1220kg/m3，內(nèi)徑≥90mm，壁厚≥10mm。
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