【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中深层地热开发领域，具体为一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管。
技术介绍
1、同轴套管换热技术是中深层地热开采的关键技术之一，也是中深层单井“取热不取水”的主要开采模式。内管作为高温流体出口的保温管，其保温性能是影响取热效率的关键因素。现有工艺内管主要采用金属保温管或者真空隔热油管，但金属保温管在入井过程中容易发生损坏，通常不具备重复使用性；真空隔油管属于稠油开采专用设备，在地热开发井中的适用性不高。非金属复合管作为典型的非金属管道，具备耐压、耐腐蚀、隔热性能好等优点，是未来中深层地热开采用管的发展主流。
2、但目前非金属复合管的典型结构，在中深层地热开采中保温性能不稳定，实用性差，且目前没有针对不同井深和温度进行非金属复合管结构和材料的设计，在不同工况下的选择方案较为单一，不便于对内管传热机理和和传热性能研究。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，包括：
3、外层防护套，外层防护套的材料选用聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)中的任意一种，其厚度为10mm～20mm，且表面涂有抗氧化层；
4、增强层，增强层采用至少两层及两层以上的偶数层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构，且成对反向铺设，材料选用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或陶瓷纤维中任意一种
5、保温层，保温层的材料可在聚乙烯薄膜、玻璃微珠复合材料、气凝胶复合聚合物和绝热涂层中选择；
6、内衬层，内衬层材料选用聚四氟乙烯，其厚度为3mm～10mm；
7、其中，增强层和保温层的设计可根据井深和井底温度进行选择，具体方案如下：
8、增强层结构：
9、当井深为200m～500m时，增强层采用至少两层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构；
10、当井深为500m～1000m时，增强层采用至少四层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构；
11、当井深为1000m～2000m时，增强层采用至少六层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构；
12、当井深为2000m～3000m时，增强层采用至少八层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构；
13、保温层结构及材料：
14、当井底温度在50℃～80℃时，保温层采用聚乙烯薄膜，所述聚乙烯薄膜厚度为0.1mm～0.4mm；
15、当井底温度在80℃～150℃时，保温层材料采用玻璃微珠复合材料或气凝胶复合聚合物，若保温层选用玻璃微珠复合材料，其厚度为1mm～5mm；若保温层选用气凝胶复合聚合物，其厚度为5mm～10mm；
16、当井底温度在150℃以上时，保温层材料采用气凝胶复合聚合物，所述气凝胶复合聚合物表面涂有绝热涂层，所述保温层厚度为11mm～20mm。
17、本专利技术的有益成果
18、1.本专利技术提供的非金属复合管具备抗拉、耐腐蚀、保温性能好等优点，相比现有金属隔热管降低了成本，且为连续铺设，安装便捷；
19、2.本专利技术所提供的非金属复合管针对于中深层地热开采在增强层和保温层的选择上提供了多种方案，将更加广泛的应用于中深层地热开采中，为后续对于中深层地热井同轴换热内管的传热机理和传热性能研究提供有利条件。
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1.一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，主要包括外层防护套(1)、增强层(2)、保温层(3)、内衬层(4)，其特征在于所述防护套(1)、增强层(2)、保温层(3)、内衬层(4)由外而内依次组成中深层地热井同轴换热的内管(5)，所述内管(5)与外管(6)、地层(7)、环状空间(8)和固井水泥(9)共同组成中深层地热井取热系统；所述增强层(2)采用至少两层及两层以上的偶数层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构，且成对反向铺设，所述纤维在环氧树脂或聚酯树脂中浸渍后缠绕在保温层(3)上，所述保温层(3)的材料选用聚乙烯薄膜、玻璃微珠复合材料、气凝胶复合聚合物和绝热涂层中的任意一种或多种，可根据井深和井底温度进行设计和选择，具体的增强层(2)结构如下：
2.根据权利要求1所述的一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，其特征在于，所述外层防护套(1)的材料为聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)中的任意一种，所述外层防护套(1)厚度为10mm～20mm，其表面涂有抗氧化层。
3.根据权利要求1所述的一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，其特征在于，所述增
4.根据权利要求1所述的一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，其特征在于，所述气凝胶复合聚合物是指将气凝胶嵌入到聚合物基质中，所述聚合物基质选用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，其特征在于，所述绝热涂层采用陶瓷绝热涂层、碳硅化物涂层、石墨涂层和氟聚合物涂层中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，其特征在于，所述内衬层(4)材料选用聚四氟乙烯，其厚度为3mm～10mm。
...【技术特征摘要】
1.一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，主要包括外层防护套(1)、增强层(2)、保温层(3)、内衬层(4)，其特征在于所述防护套(1)、增强层(2)、保温层(3)、内衬层(4)由外而内依次组成中深层地热井同轴换热的内管(5)，所述内管(5)与外管(6)、地层(7)、环状空间(8)和固井水泥(9)共同组成中深层地热井取热系统；所述增强层(2)采用至少两层及两层以上的偶数层螺旋交错缠绕形成的纤维网格状结构，且成对反向铺设，所述纤维在环氧树脂或聚酯树脂中浸渍后缠绕在保温层(3)上，所述保温层(3)的材料选用聚乙烯薄膜、玻璃微珠复合材料、气凝胶复合聚合物和绝热涂层中的任意一种或多种，可根据井深和井底温度进行设计和选择，具体的增强层(2)结构如下：
2.根据权利要求1所述的一种中深层地热井同轴换热的非金属复合管，其特征在于，所述外层防护套(1)的材料为聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)中的任...
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