高效利用地热能供暖的井网制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效利用地热能供暖的井网，包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井和高温加热井组合而成，其中，高温加热井和低温加热井的数量比例≥1:1或低温加热井和高温加热井的数量比例≥1:1，低温加热井下套管后不与地层沟通形成闭环空间，高温加热井与地层沟通，低温加热井和高温加热井内均设置有保温层，位于地面部分的低温加热井和高温加热井之间通过地面设备群实现冷热水中和及交换。本实用新型专利技术解决了现有技术中存在的地热能供暖钻井热值效率低下、维护费用高昂且影响地下水的问题。

【技术实现步骤摘要】
高效利用地热能供暖的井网
本技术属于地热供暖
，具体涉及一种高效利用地热能供暖的井网。
技术介绍
随着钻井技术与完井技术的提高，高效利用地下热能的技术逐步成为现实，优化钻井与完井工艺程，合理使用钻井与完井工程合理设计井内管柱结构，使用水平井或直井结构的合理搭配，使用低温高温加热井依次加热的方式达到热效率最大化。现有方法之一，是使用钻井技术进行钻井后下入套管后下入PVC管，从套管与PVC管中间注入冷水，通过井底循环加入后由PVC管抽入地面，其特点在于不予地层接触，不抽取地下水，同时产生热值效率低下抽到地面后任然需要大型加热设备加热后才能进入孔板，其井内结构简单，在注水与抽水过程中由于冷热水相互影响导致本来温度不高的热水仍然会降温，其采出后任然使用费用昂贵的电能进行加热，其热值效率低下。其现有方法二，建立地热井后使用电潜泵等手段直接抽取地下水，此方法热值效率高，井内由电潜泵进行抽水，不正反循环。不进行井筒内水里循环，此方法产生热水完全来自地下水，虽然热值效率高，但是其一井内有动力设备后期维护费用昂贵，其二抽采地下水会导致地下水位降低影响地下水，其三长期抽采降低了高温加热井井内温度，使得形成温度漏斗效应及地底能量亏空。现有方法三，使用压裂技术对储层进行改造，使用水平井结构进行分段压裂后产出高温热水，其出水方式与方法二相同，但是由于使用储层改造技术费用昂贵，普通小区难以普及且地下热能不需要大面积扩散造成消费比地下。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高效利用地热能供暖的井网，解决了现有技术中存在的地热能供暖钻井热值效率低下、维护费用高昂且影响地下水的问题。本技术所采用的技术方案是，一种高效利用地热能供暖的井网，包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井和高温加热井组合而成，其中，高温加热井和低温加热井的数量比例≥1:1或低温加热井和高温加热井的数量比例≥1:1，低温加热井下套管后不与地层沟通形成闭环空间，高温加热井与地层沟通，低温加热井和高温加热井内均设置有保温层，位于地面部分的低温加热井和高温加热井之间通过地面设备群实现冷热水中和及交换。低温加热井和高温加热井均为在套管内下入两层同心管组成的三层同心环型结构，三层同心环型结构从外到内依次是由井筒外层套管、保温管、内层管同心设置而成，低温加热井从外到内依次为注水层、保温层和抽水层，其中，注水层与保温层之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，保温层和抽水层之间形成内层通道，该内层通道为保温通道；高温加热井从外到内依次为抽水层、保温层和注水层，其中，抽水层和保温层之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，注水层与保温层之间形成内层通道，该内层通道为保温通道，低温加热井注水层及高温加热井抽水层均是由井筒外层套管内壁与保温管外壁形成的环形空腔，保温管内壁与内层管外壁之间形成的环形空腔为保温层。地面设备群具体结构为：包括设置于所述低温加热井保温层和高温加热井保温层之间的保温层抽水泵，保温层与保温层抽水泵之间的通道为保温层抽水通道，保温层抽水泵还通过保温层泵排水通道与低温加热井的注水层处开设的常温水入口连通，同时，低温加热井抽水层与高温加热井注水层之间还依次设置有低温加热井抽水泵和热力补偿加热装置，高温加热井抽水层还设置有高温加热井抽水泵，高温加热井抽水泵能够将循环到井底后的加热水抽出至孔板。每组相连通的低温加热井和高温加热井之间均形成三个同心环通道，每个同心环通道单独独立存在，每个同心环通道在井口形成独立通道并由闸门控制，三个同心环通道结构形成三条井口通道与六个闸门。高温加热井抽水泵上还设置有流量计，用以测量高温加热井进水量与反出水量一致，保证地下水量的平衡。本技术的特点还在于，保温管与内层管为一体结构的耐压管。井筒外层套管与保温管之间分段间隔设置有螺旋扶正器，使井筒外层套管与保温管之间保持固定间距，螺旋扶正器包括管装的环形通道，环形通道周围排布有环形螺旋环绕的连续支撑叶片，螺旋扶正器可以独立安装与管壁外，也可与管材一体成型，管壁外螺旋下降的连续叶片使水流通过叶片后形成顺叶片方向向下的水流，保温管与内层管之间也设置有扶正器。螺旋扶正器结构沿管轴向方向的设置间隔为每5～20m设置一个或一组。低温加热井和高温加热井为直井、水平井任意组合。本技术的有益效果是，一种高效利用地热能供暖的井网：(1)包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井和高温加热井组合而成，其中，高温加热井和低温加热井的数量比例≥1:1或低温加热井和高温加热井的数量比例≥1:1，低温加热井和高温加热井为直井、水平井任意组合而不受井型限制；(2)常温水由常温水入口注入到低温加热井后，由低温加热井注水层循环出加热水，然后由低温加热井抽水泵通过地面低温加热井抽水层地面通道抽出口通过地面热力补偿装置保温后加压注入高温加热井内，通过循环高温加热井井底后由高温加热井抽水泵抽出至孔板。这样的配合使得热水经过两口地热井逐步加热后达到热效率最大化的目的；同时，从井底出水后经过地面管网后进入高温加热过程中使用热力补偿的装置在地面不损失热量，并且根据需要进行热量补偿；(3)每组相连通的低温加热井和高温加热井之间均形成三个同心环通道，通过地面保温层泵抽到保温层排水通道与常温水入口混合提高初始水温；此方式既可以在井底隔绝循环水过程中的热量传递导致的损失，又可以使用此热水提高初始水的热容；(4)低温加热井下套管后不予地层沟通，高温加热井下入筛管或割缝管也可以使用套管完井进行射孔后进行压裂，其高温加热井总循环水量大致相同；低温加热井可以进行初步加热后不予地层沟通形成闭环空间，避免对地层及地层水的伤害；高温加热井与地层沟通但是仍然进行循环，不但可以进一步提高水温而且可不抽采地下水只进行热力循环；(5)低温加热井和高温加热井均为三层同心环型结构，三层同心环型结构从外到内依次是由井筒外层套管、保温管、内层管同心设置而成，井筒套管与保温层管之间使用螺旋扶正器，始终使井下管串扶正与井筒内并使套管中热液水形成紊流、端流提高热效率；保温管与保温管与内层管由保温层支架支撑，保温层管与保温管与内层管为一体成型；此方法使井下不产生动力工具，最大限度减少井下复杂结构，利用流体力学与工程力学方式优化形成井底最优热液接触方式。附图说明图1是本技术一种高效利用地热能供暖的井网其中一组独立井组结构示意图；图2是本技术一种高效利用地热能供暖的井网中地面设备群俯视图；图3是本技术一种高效利用地热能供暖的井网中螺旋扶正器结构示意图。图中，1.低温加热井，2.高温加热井，3.井筒外层套管，4.保温管，5.内层管，6.注水层，7.保温层，8.抽水层，9.保温层抽水泵，10.保温层抽水通道，11.保温层泵排水通道，12.常温水入口，13.低温加热井抽水泵，14.热力补偿加热装置，15.高温加热井抽水泵，16.螺旋扶正器，17.地面设备群，18.流量计，19.孔板。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效利用地热能供暖的井网，其特征在于，包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井(1)和高温加热井(2)组合而成，其中，高温加热井(2)和低温加热井(1)的数量比例≥1:1或低温加热井(1)和高温加热井(2)的数量比例≥1:1，低温加热井(1)下套管后不与地层沟通形成闭环空间，高温加热井(2)与地层沟通，低温加热井(1)和高温加热井内均设置有保温层(7)，位于地面部分的低温加热井(1)和高温加热井(2)之间通过地面设备群(17)实现冷热水中和及交换；/n所述低温加热井(1)和高温加热井(2)均为在套管内下入两层同心管组成的三层同心环型结构，所述三层同心环型结构从外到内依次是由井筒外层套管(3)、保温管(4)、内层管(5)同心设置而成，低温加热井(1)从外到内依次为注水层(6)、保温层(7)和抽水层(8)，其中，注水层(6)和保温层(7)之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，保温层(7)和抽水层(8)之间形成内层通道，该内层通道为保温通道；高温加热井(2)从外到内依次为抽水层(8)、保温层(7)和注水层(6)，其中，抽水层(8)和保温层(7)之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，保温层(7)和注水层(6)之间形成内层通道，该内层通道为保温通道，低温加热井(1)的注水层(6)及高温加热井(2)的抽水层(8)均是由井筒外层套管内壁与保温管外壁形成的环形空腔，保温管(4)内壁与内层管(5)外壁之间形成的环形空腔为保温层(7)；/n所述地面设备群(17)具体结构为：包括设置于所述低温加热井(1)的保温层(7)和高温加热井(2)的保温层(7)之间的保温层抽水泵(9)，保温层(7)与保温层抽水泵(9)之间的通道为保温层抽水通道(10)，保温层抽水泵(9)还通过保温层泵排水通道(11)与低温加热井(1)的注水层(6)处开设的常温水入口(12)连通，同时，低温加热井(1)的抽水层(8)与高温加热井(2)的注水层(6)之间还依次设置有低温加热井抽水泵(13)和热力补偿加热装置(14)，高温加热井(2)的抽水层(8)还设置有高温加热井抽水泵(15)，高温加热井抽水泵(15)能够将循环到井底后的加热水抽出至孔板(19)；/n每组相连通的低温加热井(1)和高温加热井(2)之间均形成三个同心环通道，每个同心环通道单独独立存在，每个同心环通道在井口形成独立通道并由闸门控制，三个同心环通道结构形成三条井口通道与六个闸门；/n所述高温加热井抽水泵(15)上还设置有流量计(18)，用以测量高温加热井进水量与反出水量一致，保证地下水量的平衡。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高效利用地热能供暖的井网，其特征在于，包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井(1)和高温加热井(2)组合而成，其中，高温加热井(2)和低温加热井(1)的数量比例≥1:1或低温加热井(1)和高温加热井(2)的数量比例≥1:1，低温加热井(1)下套管后不与地层沟通形成闭环空间，高温加热井(2)与地层沟通，低温加热井(1)和高温加热井内均设置有保温层(7)，位于地面部分的低温加热井(1)和高温加热井(2)之间通过地面设备群(17)实现冷热水中和及交换；
所述低温加热井(1)和高温加热井(2)均为在套管内下入两层同心管组成的三层同心环型结构，所述三层同心环型结构从外到内依次是由井筒外层套管(3)、保温管(4)、内层管(5)同心设置而成，低温加热井(1)从外到内依次为注水层(6)、保温层(7)和抽水层(8)，其中，注水层(6)和保温层(7)之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，保温层(7)和抽水层(8)之间形成内层通道，该内层通道为保温通道；高温加热井(2)从外到内依次为抽水层(8)、保温层(7)和注水层(6)，其中，抽水层(8)和保温层(7)之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，保温层(7)和注水层(6)之间形成内层通道，该内层通道为保温通道，低温加热井(1)的注水层(6)及高温加热井(2)的抽水层(8)均是由井筒外层套管内壁与保温管外壁形成的环形空腔，保温管(4)内壁与内层管(5)外壁之间形成的环形空腔为保温层(7)；
所述地面设备群(17)具体结构为：包括设置于所述低温加热井(1)的保温层(7)和高温加热井(2)的保温层(7)之间的保温层抽水泵(9)，保温层(7)与保温层抽水泵(9)之间的通道为保温层抽水通道(10)，保温层抽水泵(9)还通过保温层泵排水通道(11)与低温加热井(1)的注水层(6)处...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩金井，韩松，
申请(专利权)人：韩金井，韩松，
类型：新型
国别省市：四川;51