废地热井再利用系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种废地热井再利用系统，包括置于废地热井内的套管，所述套管的侧壁贴于所述废地热井的井壁；所述套管的底端封闭，所述套管内底部设有井内换热器，所述套管内底部灌有导热液，所述井内换热器没入导热液中；所述井内换热器的顶端设有介质进管和介质出管，所述介质出管和所述介质进管与地面热能利用设备连接，所述介质进管上连接有高压泵。本发明专利技术还公开了一种废地热井再利用系统的施工方法。本发明专利技术的废地热井再利用系统及其施工方法，能够再利用废地热井，提取地热热能，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
废地热井再利用系统及其施工方法
本专利技术涉及地热热能利用
，具体地说，涉及一种废地热井再利用系统及其施工方法。
技术介绍
水热型地热系统以及地井温泉系统需要开凿深井，深井在开凿过程中以及后续的使用过程中由于下述原因而导致废弃使用，成为废地热井：1.地热井开凿完井后无地下热水或出水量少；2.在后续的使用过程中，由于地下水位下降，无法将井内热水提取上来，导致无法继续使用。这类废地热井的深度一般在2000米左右，井底温度在几十摄氏度到壹百摄氏度左右，是一种可用于采暖的清洁可再生能源。而这类废地热井由于深度较深，开凿费用很高，开凿后废弃使用造成极大的浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是：提供一种能够再利用废地热井，提取地热热能的废地热井再利用系统。本专利技术所要解决的第二个技术问题是：提供一种上述废地热井再利用系统的施工方法。为解决上述第一个技术问题，本专利技术的技术方案是：废地热井再利用系统，包括置于废地热井内的套管，所述套管的侧壁贴于所述废地热井的井壁；所述套管的下端部封闭，所述套管内底部设有井内换热器，所述套管内底部灌有导热液，所述井内换热器没入导热液中；所述井内换热器的顶端设有介质进管和介质出管，所述介质出管和所述介质进管与地面热能利用设备连接，所述介质进管上连接有高压泵。优选的，所述套管的侧壁底部设有筛孔，所述套管内底部设有水泥层，所述水泥层堵住所述筛孔。优选的，所述井内换热器包括圆筒形的壳体，所述壳体的两端分别设置端板，定义两端的端板分别为第一端板和第二端板，所述介质进管和所述介质出管设于所述第一端板上；所述壳体内自所述第一端板至所述第二端板之间依次设置有分液腔、换热腔、以及集液腔，所述介质进管连通至所述分液腔，所述换热腔内设置有换热管，所述换热管的一端通过分液管板连通至所述分液腔，所述换热管的另一端通过集液管板连通至所述集液腔；所述集液腔连通至所述换热腔，所述分液腔的腔壳的外周面与所述壳体的内侧壁之间留有环形空隙，所述换热腔通过所述环形空隙连通所述介质出管。优选的，所述第一端板与所述分液管板之间连接有内筒体，所述第一端板、所述内筒体以及所述分液管板共同围成所述分液腔，所述内筒体的外径小于所述壳体的内径；所述集液管板的周边与所述壳体的内侧壁固定连接，所述集液管板、所述壳体以及所述第二端板共同围成所述集液腔；所述集液管板的周边部设置有连通所述换热腔和所述集液腔的通孔。优选的，所述地面热能利用设备与所述高压泵之间设置有气液分离器。优选的，所述气液分离器包括分离器腔体，所述分离器腔体的一侧设有进液口，所述分离器腔体的底部设有出液口，所述分离器腔体的顶部设有排气口，所述分离器腔体内对应所述排气口处设有浮球阀；所述分离器腔体内位于所述进液口的下方倾斜设有挡板，所述挡板上开设有放液孔；所述挡板自靠近所述进液口的一侧至相对的另一侧逐渐升高。优选的，所述地面热能利用设备为供暖设备或者发电设备。为解决上述第二个技术问题，本专利技术的技术方案是：废地热井再利用系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在废地热井内准备下端部封闭的所述套管，将套管内的存水抽干；b、将所述井内换热器放置于废地热井内的底部，向套管内底部对应地热吸收层处灌入导热液；c、所述介质进管上连接高压泵，所述介质进管和所述介质出管连接至地面热能利用设备。优选的，步骤a中包括以下几种情况：a1、若废地热井内原先设有套管，且套管的底端部封闭，则直接使用；a2、若废地热井内原先设有套管，但套管的侧壁底端设置有筛孔，则向套管内底部浇筑水泥，形成所述水泥层，封堵所述筛孔，使所述套管的底部封闭；a3、若废地热井内原先未设置套管，则先在废地热井内设置底端封闭的套管。优选的，还包括以下步骤：在所述地面热能利用设备与所述高压泵之间设置气液分离器。采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：本专利技术的废地热井再利用系统，利用已废弃的地热热井，在废地热井内设置底端封闭的套管，将井内换热器安装于废地热井套管内底部，向废地热井的套管内底部灌入导热液，使导热液没过井内换热器，废地热井内的导热液吸收井壁地热的热量升温，加热井内换热器内的换热介质，换热介质自井内换热器的介质出管流出，提取至地面，用以作为地面热能利用设备的加热热源，被吸收热量后的换热介质通过介质进管流回至井内换热器内。如此反复循环，换热介质不断将地热热能从废地热井内提取上来，源源不断地为地面热能利用设备提供热源。此种系统有效地利用了废地热井，避免了废地热井废弃不用造成浪费，不用再开凿深井，节约了成本。另外，本专利技术的废地热井再利用系统，系统内封闭循环的换热介质为从外界灌入的氟利昂等换热介质，井内底部为从外界灌入的导热液，不开采使用地下水，只提取地下热量，可随时低成本的使用热量，避免了过渡抽取地下水对地壳的影响。再者，由于套管内底部封闭，深井内的水不会进入套管内，使套管内的注入导热液的液面保持不变，使套管内的导热液处于待吸收热量的地热层，保证了系统的稳定运行。当废地热井深度达到干热岩层时，通过此种结构的废地热井再利用系统，能够高效地提取干热岩层用之不尽的热量。本专利技术中，井内换热器包括依次设置的分液腔、换热腔、以及集液腔，换热介质通过介质进管进入分液腔，经分液管板分流至换热腔内的换热管内，然后经集液管板集中至集液腔，再通过集液腔流入换热腔内，然后进入分液腔外壁与壳体内壁之间的环形空隙，从介质出管流出提至井外。在此循环过程中，低温的换热介质在换热管内吸收换热腔内的换热介质的热量，进行一级加热，加热后的低温介质经过集液腔集中后进入换热腔，在换热腔内，换热介质与壳体外部被地热加热的水换热，间接吸收地热的热量，进行第二级加热，升温成高温介质，然后提至井外利用吸取的地热的热能。此种结构，通过两级换热结构，最大化地提取井内地热的热能，热能提取效率高。由于壳体为圆筒形，便于放置于井内。本专利技术中，地面热能利用设备与高压泵之间设置有气液分离器，含有气体的液态换热介质从气液分离器腔体一侧的进液口进入分离器腔体内，先流到挡板上，经过挡板的阻挡作用，其中的气体在分离器腔体内上升至上部空间，液态换热介质从挡板的放液孔下落至分离器腔体内的下部空间。气体在分离器腔体内的上部空间积聚通过排气口排放出去。当分离器腔体内的液面高度达到一定的高度时，浮球阀堵住排气口，不再排气，以保证系统运行的压力要求。通过此种方式，使换热介质中的气体在分离器腔体内的上部空间积聚后才通过排气口排放，在将液态换热介质中的气体排放出去，使换热介质气液分离的同时，能够保证系统的运行压力，以保证系统的可靠运行。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术的废地热井再利用系统的结构示意图；图2是图1中的井内换热器的结构示意图；图3是图1中的气液分离器的结构示意图；图4是图1中的套管的一种结构示意图；图5是图1中的套管的另一种结构示意图；图6是本专利技术的一种应用原理图；图7是本专利技术的另一种应用原理图；图中：1-废地热井；2-套管；21、筛孔；22、水泥层；3-井内换热器；31-壳体；32-第一端板；33-内筒体；34-分液管板；35-分液腔；36-换热腔；37-集液腔；38-换热管；39-集液管板；391-通孔；310-第二端板；311-介质进管；312-本文档来自技高网...

【技术保护点】
废地热井再利用系统，其特征在于：包括置于废地热井内的套管，所述套管的侧壁贴于所述废地热井的井壁；所述套管的下端部封闭，所述套管内底部设有井内换热器，所述套管内底部灌有导热液，所述井内换热器没入导热液中；所述井内换热器的顶端设有介质进管和介质出管，所述介质出管和所述介质进管与地面热能利用设备连接，所述介质进管上连接有高压泵。

【技术特征摘要】
1.废地热井再利用系统，其特征在于：包括置于废地热井内的套管，所述套管的侧壁贴于所述废地热井的井壁；所述套管的下端部封闭，所述套管内底部设有井内换热器，所述套管内底部灌有导热液，所述井内换热器没入导热液中；所述井内换热器的顶端设有介质进管和介质出管，所述介质出管和所述介质进管与地面热能利用设备连接，所述介质进管上连接有高压泵。2.根据权利要求1所述的废地热井再利用系统，其特征在于：所述套管的侧壁底部设有筛孔，所述套管内底部设有水泥层，所述水泥层堵住所述筛孔。3.根据权利要求1所述的废地热井再利用系统，其特征在于：所述井内换热器包括圆筒形的壳体，所述壳体的两端分别设置端板，定义两端的端板分别为第一端板和第二端板，所述介质进管和所述介质出管设于所述第一端板上；所述壳体内自所述第一端板至所述第二端板之间依次设置有分液腔、换热腔、以及集液腔，所述介质进管连通至所述分液腔，所述换热腔内设置有换热管，所述换热管的一端通过分液管板连通至所述分液腔，所述换热管的另一端通过集液管板连通至所述集液腔；所述集液腔连通至所述换热腔，所述分液腔的腔壳的外周面与所述壳体的内侧壁之间留有环形空隙，所述换热腔通过所述环形空隙连通所述介质出管。4.根据权利要求3所述的废地热井再利用系统，其特征在于：所述第一端板与所述分液管板之间连接有内筒体，所述第一端板、所述内筒体以及所述分液管板共同围成所述分液腔，所述内筒体的外径小于所述壳体的内径；所述集液管板的周边与所述壳体的内侧壁固定连接，所述集液管板、所述壳体以及所述第二端板共同围成所述集液腔；所述集液管板的周边部设置有连通所述换热腔和所述集液腔的通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王效勇，王翔宇，李振函，刘国爱，张建民，李继明，王东，锡景跃，
申请(专利权)人：东晨干热岩热力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37