【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于换热部件，尤其是涉及一种中深层地热孔用套管换热器。
技术介绍
1、在中深层地热孔换热系统中，套管起着极为关键的作用，随着地热开发深度增加，地层环境复杂多变，套管可保护井壁，防止其在高温、高压及复杂地质作用下坍塌，确保井的完整性。
2、当前，地热井一般有两种换热方式，一种是将地下热水抽出，进行换热后再将地下水回送至地层内，另一种是通过单独的一种换热介质进入地热井内与地下水进行换热，由于该种换热方式中，不需要将地下水抽出，可以降低对地层稳定性造成的影响，故应用相对普遍，而套管作为重要的构件之一，其需要具备较好的换热效率，以满足对地热井的取热效率，如专利公告号为cn117760248a公开的一种中深层地热井用换热套管及其加工工艺；
3、上述专利公开的换热套管，虽然可以增加内壁与换热介质的接触面积，以及增加外壁与地层的接触面积，提高换热效率，但是，对于地层深度达到2000米的深井来说，由于不同地层之间的温度可能不同，在换热的过程中，换热介质从深井最底侧交换的热量可能会在上流回排至地面的过程中，出现温度流失的现象，即当回流的换热介质中的温度高于地层的温度时，换热介质中的热量会向低温区域流动，从而不仅造成部分热能浪费，而且可能会导致不同地层的温度出现波动，影响地层结构的稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种中深层地热孔用套管换热器。
2、为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种中深层地热孔用套管换热器，包
3、多个内套管，均设置在对应的连接外套管和底部外套管的内侧，各个所述内套管的外侧壁上下两侧均固定套接有连接环，且连接外套管和底部外套管均与同侧的连接环固定连接；
4、多组密封隔条，均安装在对应的内套管与连接外套管之间，且同组两个密封隔条将同侧内套管和连接外套管之间分隔形成进气腔和出气腔，所述底部外套管通过同侧两个连接环与内套管共同围合形成一个环形腔，各个所述进气腔共同安装有与环形腔相连通的进气组件，各个所述出气腔共同安装有与环形腔相连通的出气组件；
5、多个检测切换单元，均安装在对应的连接外套管的外侧壁，所述控制器根据各个检测切换单元输出的电信号控制出气组件工作。
6、优选的，所述进气组件包括多组通气进管和设置在地面处的气态介质进管，同组两个所述通气进管分别设置在对应的进气腔上下两侧，各个所述通气进管均贯穿同侧连接环，相邻两个所述通气进管对接相抵，所述环形腔的上腔壁固定插接有尾端进气管，且尾端进气管与同侧通气进管对接相抵，所述气态介质进管固定安装在同侧连接外套管的顶部，且气态介质进管与同侧通气进管相连通。
7、优选的，所述出气组件包括固定插接在环形腔上腔壁的回流端管，各个所述出气腔的下腔壁均固定插接有通气出管，各个所述通气出管的管壁均安装有分流管，且分流管与同侧出气腔相连通，各个所述出气腔的上腔壁均固定插接有过渡管，各个所述过渡管和各个分流管的内部均安装有常开电磁阀，所述通气出管的管端固定连通有保温管，且保温管与过渡管相连通，所述保温管的内部安装有常闭电磁阀，所述常开电磁阀和常闭电磁阀均与控制器电性连接，各个所述过渡管均与相邻的连接外套管内的通气出管相连通，远离所述底部外套管的过渡管的管端固定连通有尾端出气管。
8、优选的，各个所述检测切换单元均包括开设在连接外套管外侧壁的安装槽，且安装槽的槽口固定封装有导热板，各个所述安装槽的内部均固定安装有内温度检测器，且各个内温度检测器的测温端均与同侧导热板的侧壁相接触，所述控制器根据各个内温度检测器输出的电信号控制对应的常闭电磁阀和常开电磁阀通电工作。
9、优选的，各个所述连接环的内部均开设有环状通水腔，所述底部外套管和各个连接外套管的管壁与同侧环状通水腔的侧壁均共同开设有多组通水孔，同侧多组通水孔均关于内套管的轴线呈环形均匀分布。
10、优选的，所述尾端出气管的管壁固定插接有外温度检测器，所述安装箱的内部安装有整合组件，各个所述内温度检测器均通过控制器与对应的整合组件电性连接，各个所述环状通水腔与尾端出气管均共同安装有清堵组件。
11、优选的，所述整合组件包括固定安装在安装箱内壁的多个指示灯，所述控制器根据各个内温度检测器输出的电信号控制各个指示灯的亮度，所述安装箱与各个指示灯相对一侧的内壁固定安装有绝缘座，且绝缘座的侧壁固定安装有感光电阻器，各个所述指示灯发出的光线均照射至感光电阻器的感光面，所述安装箱的内壁固定安装有两个电磁推杆，两个所述电磁推杆的伸缩端均安装有绝缘块，其中一个所述绝缘块的端部固定安装有导电条，且另一个绝缘块的端部固定安装有导电柱，所述导电柱与导电条的侧壁滑动接触，所述控制器根据外温度检测器输出的电信号控制对应的电磁推杆工作，所述感光电阻器通过控制器与对应的电磁推杆电性连接，所述导电条与导电柱不接触时，控制器控制自身的计时模块开始计时。
12、优选的，所述清堵组件开设在各个环形腔上腔壁的多个气孔，各个所述气孔的内部均安装有第一电控阀，所述尾端出气管的内部安装有第二电控阀，所述尾端出气管的管壁固定插接有气压检测器，且气压检测器的测压端设置在尾端出气管的内部，所述第一电控阀、第二电控阀和气压检测器均与控制器电性连接。
13、与现有的技术相比，一种中深层地热孔用套管换热器的优点在于：
14、1.通过设置的连接外套管、底部外套管、安装箱、控制器、内套管、连接环、密封隔条、进气腔、出气腔、环形腔、进气组件和出气组件的相互配合，通过套管结构与地热井内进行换热，换热介质与套管结构的接触面积大、换热效率高，适用于小孔径、大深度的地热井使用，其次，可以对地层进行整体取热，也可以针对某些地层进行取热，使用灵活性高，取热效果好。
15、2.通过设置的检测切换单元，能够基于各个地层处的温度，自动阻止换热介质与该地层进行换热，一方面可以避免热能反哺给地层造成热能浪费的现象，另一方面，可以避免不同地层温度相互影响造成地层温度过大的波动现象。
16、3.通过设置的环状通水腔、通水孔的相互配合，可以便于地热水与套管结构进行深度接触换热，从而可以提高换热效果，其次，配合设置的外温度检测器、整合组件和清堵组件，可以基于换热差自动启动对各个通水孔和环状通水腔的清堵工作，尽量避免堵塞影响换热效率。
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1.一种中深层地热孔用套管换热器，包括多个连接外套管（1）、一个底部外套管（2）和安装在地面的安装箱（3），相邻两个所述连接外套管（1）固定连接，所述底部外套管（2）与同侧连接外套管（1）的底部固定连接，所述安装箱（3）的内部固定安装有控制器（4），其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述进气组件（11）包括多组通气进管（111）和设置在地面处的气态介质进管（112），同组两个所述通气进管（111）分别设置在对应的进气腔（8）上下两侧，各个所述通气进管（111）均贯穿同侧连接环（6），相邻两个所述通气进管（111）对接相抵，所述环形腔（10）的上腔壁固定插接有尾端进气管（113），且尾端进气管（113）与同侧通气进管（111）对接相抵，所述气态介质进管（112）固定安装在同侧连接外套管（1）的顶部，且气态介质进管（112）与同侧通气进管（111）相连通。
3.根据权利要求1所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述出气组件（12）包括固定插接在环形腔（10）上腔壁的回流端管（121），各个所述出
4.根据权利要求3所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，各个所述检测切换单元（13）均包括开设在连接外套管（1）外侧壁的安装槽（131），且安装槽（131）的槽口固定封装有导热板（132），各个所述安装槽（131）的内部均固定安装有内温度检测器（133），且各个内温度检测器（133）的测温端均与同侧导热板（132）的侧壁相接触，所述控制器（4）根据各个内温度检测器（133）输出的电信号控制对应的常闭电磁阀（127）和常开电磁阀（125）通电工作。
5.根据权利要求4所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，各个所述连接环（6）的内部均开设有环状通水腔（14），所述底部外套管（2）和各个连接外套管（1）的管壁与同侧环状通水腔（14）的侧壁均共同开设有多组通水孔（15），同侧多组通水孔（15）均关于内套管（5）的轴线呈环形均匀分布。
6.根据权利要求5所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述尾端出气管（128）的管壁固定插接有外温度检测器（16），所述安装箱（3）的内部安装有整合组件（17），各个所述内温度检测器（133）均通过控制器（4）与对应的整合组件（17）电性连接，各个所述环状通水腔（14）与尾端出气管（128）均共同安装有清堵组件（18）。
7.根据权利要求6所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述整合组件（17）包括固定安装在安装箱（3）内壁的多个指示灯（171），所述控制器（4）根据各个内温度检测器（133）输出的电信号控制各个指示灯（171）的亮度，所述安装箱（3）与各个指示灯（171）相对一侧的内壁固定安装有绝缘座（172），且绝缘座（172）的侧壁固定安装有感光电阻器（173），各个所述指示灯（171）发出的光线均照射至感光电阻器（173）的感光面，所述安装箱（3）的内壁固定安装有两个电磁推杆（174），两个所述电磁推杆（174）的伸缩端均安装有绝缘块（175），其中一个所述绝缘块（175）的端部固定安装有导电条（176），且另一个绝缘块（175）的端部固定安装有导电柱（177），所述导电柱（177）与导电条（176）的侧壁滑动接触，所述控制器（4）根据外温度检测器（16）输出的电信号控制对应的电磁推杆（174）工作，所述感光电阻器（173）通过控制器（4）与对应的电磁推杆（174）电性连接，所述导电条（176）与导电柱（177）不接触时，控制器（4）控制自身的计时模块开始计时。
8.根据权利要求6所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述清堵组件（18）开设在各个环形腔（10）上腔壁的多个气孔（181），各个所述气孔（181）的内部均安装有第一电控阀（1...
【技术特征摘要】
1.一种中深层地热孔用套管换热器，包括多个连接外套管（1）、一个底部外套管（2）和安装在地面的安装箱（3），相邻两个所述连接外套管（1）固定连接，所述底部外套管（2）与同侧连接外套管（1）的底部固定连接，所述安装箱（3）的内部固定安装有控制器（4），其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述进气组件（11）包括多组通气进管（111）和设置在地面处的气态介质进管（112），同组两个所述通气进管（111）分别设置在对应的进气腔（8）上下两侧，各个所述通气进管（111）均贯穿同侧连接环（6），相邻两个所述通气进管（111）对接相抵，所述环形腔（10）的上腔壁固定插接有尾端进气管（113），且尾端进气管（113）与同侧通气进管（111）对接相抵，所述气态介质进管（112）固定安装在同侧连接外套管（1）的顶部，且气态介质进管（112）与同侧通气进管（111）相连通。
3.根据权利要求1所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，所述出气组件（12）包括固定插接在环形腔（10）上腔壁的回流端管（121），各个所述出气腔（9）的下腔壁均固定插接有通气出管（122），各个所述通气出管（122）的管壁均安装有分流管（123），且分流管（123）与同侧出气腔（9）相连通，各个所述出气腔（9）的上腔壁均固定插接有过渡管（124），各个所述过渡管（124）和各个分流管（123）的内部均安装有常开电磁阀（125），所述通气出管（122）的管端固定连通有保温管（126），且保温管（126）与过渡管（124）相连通，所述保温管（126）的内部安装有常闭电磁阀（127），所述常开电磁阀（125）和常闭电磁阀（127）均与控制器（4）电性连接，各个所述过渡管（124）均与相邻的连接外套管（1）内的通气出管（122）相连通，远离所述底部外套管（2）的过渡管（124）的管端固定连通有尾端出气管（128）。
4.根据权利要求3所述的一种中深层地热孔用套管换热器，其特征在于，各个所述检测切换单元（13）均包括开设在连接外套管（1）外侧壁的安装槽（131），且安装槽（131）的槽口固定封装有导热板（132），各个所述安装槽（131）的内部均固定安装有内温度检测器（133），且各个内温度检测器（133）的测温端均与同侧导热板（132）的侧壁相接触，所述控制器（4）根据各个内温度检测器（133）输出的电信号控制对应的常闭电磁阀（127）和常开电磁阀（125）通电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建峰，
申请(专利权)人：陕西四季春清洁热源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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