一种用于取热不取水系统的井下滤砂管道结构的制作方法

1.本实用新型属于地热设施技术领域，尤其涉及一种用于取热不取水系统的井下滤砂管道结构。


背景技术：

[0002]“取热不取水系统”是指只采集使用地热水源中的热能而不对地热水进行采集的系统，这样既实现了供热系统的热源获取，又避免了由于地热水源的过度采集导致的地下水位下降等问题，是一种对环境友好的地热供热技术。“取热不取水”的核心是在不采集地热水源的基础上获取地热水源中含有的热能，典型的处理方式是：将地热水源采集到地面以上，在地面系统对地热水源中的热能进行提取，之后将地热水源重新注入地热井内，实现取热不取水的效果。
[0003]
地热井设施施工成型后，需要在井口位置安装井口装置，在地热井内下放取水管路，取水管路的下端延伸至井底储水层。储水层内的地热水源在井底汇聚，之后在地面系统水泵的作用下，地热水源沿着取水管路上升至地面。通常情况下，地热水源中会含有砂粒，砂粒来自于周围的岩层。在地热水源经由取水管路上行移动的过程中，砂粒会随之移动到地面，对井口装置和地面系统造成不良影响，增加地面系统的负担，容易导致系统管路堵塞以及管路磨损等问题。因此，有必要在地热井井下设置对水源中的砂粒进行滤除的装置，现有技术中并不存在结构合理的前述装置，导致地热水源中含有砂粒的问题无法解决，地热水源中含有砂粒又导致地热系统产生其它问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、有效对水源中的砂粒进行滤除的用于取热不取水系统的井下滤砂管道结构。
[0005]
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于取热不取水系统的井下滤砂管道结构包括中部管道，在中部管道的上端安装有连接端盖，在中部管道的下端安装有底部基座，在中部管道的内部安装有管道滤网，在底部基座的入口处安装有粗滤组件；连接端盖包括端盖本体，在端盖本体的顶部中部设有连接管；底部基座包括基座本体，在基座本体的一端设有进水口、另一端设有排砂口，在基座本体的顶部设有与进水口贯通的中部套管，在中部套管上安装有导流管；粗滤组件包括外壳，在外壳的内端设有出水接口、底部设有进水底口，出水接口与进水口对接连接，在外壳内还设有粗滤网。
[0006]
本实用新型的优点和积极效果是：
[0007]
本实用新型提供了一种结构设计合理的用于取热不取水系统的井下滤砂管道结构，通过设置粗滤组件，令进入本管道结构内的地热水源得到粗滤处理，滤除地热水源中含有的大颗粒砂粒。通过令管道结构的主体部分由连接端盖、中部管道和底部基座构成，并且在底部基座上安装导流管、在中部管道内安装管道滤网，实现了对进入主体部分内部的地热水源进行二次滤砂处理，滤除地热水源中含有的小颗粒砂粒。经过两级滤砂处理后，地热
水源的含砂量显著降低而变得纯净，降低含砂量的地热水源上升至地面并进入地面系统后，不会对地面系统的运行产生不良影响。
[0008]
本滤砂管道结构整体自成单元，十分便于以整体的形式向取水管路的下端进行安装，并且在下放取水管路的过程中完成向地热井井底的安装。
[0009]
优选地：在连接端盖的底部设有带有内螺纹的端盖套管，在基座本体的顶部设有带有内螺纹的基座套管，中部管道的上端与端盖套管螺纹连接、下端与基座套管螺纹连接。
[0010]
优选地：外壳的外端敞口，在外端敞口上安装有盖板，在盖板的内壁上设有对粗滤网进行顶紧的压圈。
[0011]
优选地：在粗滤组件的出水接口的内壁上设有多个导流板。
[0012]
优选地：管道滤网的顶部封口、底部敞口，管道滤网的外径等于中部管道的内径；导流管的顶部和底部均敞口，导流管的下端套设在中部套管上并固定。
[0013]
优选地：连接端盖为整体铸造成型结构，在连接管的外侧设有吊环，在连接管的外壁上设有外螺纹。
[0014]
优选地：在底部基座的排砂口上还安装有排砂管，排砂管的外端向下方弯折且排砂管的底部端口为朝向外侧的倾斜端口。
附图说明
[0015]
图1是本实用新型的主视结构示意图；
[0016]
图2是本实用新型的剖视结构示意图，去掉粗滤组件和排砂管；
[0017]
图3是图1中粗滤组件的剖视结构示意图；
[0018]
图4是本实用新型的使用状态主视结构示意图。
[0019]
图中：
[0020]
1、连接端盖；1-1、端盖本体；1-2、连接管；1-3、吊环；1-4、端盖套管；2、中部管道；3、粗滤组件；3-1、外壳；3-2、粗滤网；3-3、盖板；3-4、出水接口；3-5、导流板；3-6、进水底口；4、底部基座；4-1、基座本体；4-2、进水口；4-3、基座套管；4-4、排砂口；4-5、中部套管；5、排砂管；6、管道滤网；7、导流管；8、取水管。
具体实施方式
[0021]
为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
[0022]
请参见图1，本实用新型的用于取热不取水系统的井下滤砂管道结构包括中部管道2，在中部管道2的上端安装有连接端盖1，在中部管道2的下端安装有底部基座4，在中部管道2的内部安装有管道滤网6，在底部基座4的入口处安装有粗滤组件3。
[0023]
其中，粗滤组件3用于对进入本管道结构内的地热水源进行粗滤过滤，去除水源中含有的大颗粒砂粒，管道滤网6用于对地热水源进行二次滤砂，去除水源中含有的小颗粒砂粒，两级滤砂处理之后地热水源的含砂量显著降低，提升了水源的纯净度。连接端盖1的作用是对中部管道2的上端进行封装，同时提供与取水管8之间的连接功能。底部基座4的作用是对中部管道2的下端进行封装，同时提供中部管道2与粗滤组件3之间的连接功能。
[0024]
请参见图2，可以看出：
[0025]
连接端盖1包括端盖本体1-1，在端盖本体1-1的顶部中部设有连接管1-2，连接管
1-2用于与取水管8连接。本实施例中，如图中所示，在连接端盖1的底部设有带有内螺纹的端盖套管1-4，相应地在中部管道2的上端设有外螺纹，中部管道2的上端与端盖套管1-4之间螺纹连接。
[0026]
进一步地，本实施例中，连接端盖1为整体铸造成型结构，在连接管1-2的外侧设有吊环1-3，在连接管1-2的外壁上设有外螺纹。其中，吊环1-3用于本滤砂管道结构的吊装使用，通过设置吊环1-3提升本滤砂管道结构在向地热井内下放作业时的便利性。在取水管8的下端设有内螺纹，取水管8的下端与连接管1-2之间螺纹连接。
[0027]
请参见图2，可以看出：
[0028]
底部基座4包括基座本体4-1，在基座本体4-1的一端设有进水口4-2、另一端设有排砂口4-4，在基座本体4-1的顶部设有与进水口4-2贯通的中部套管4-5，在中部套管4-5上安装有导流管7，导流管7位于管道滤网6的内部。完成粗滤处理的地热水源经由进水口4-2进入底部基座4的内部，之后经由中部套管4-5上行进入导流管7，之后沿着导流管7继续上行流动，从导流管7的上端流出后并继续上行流动的过程中，地热水源通过管道滤网6完成二次滤砂处理。
[0029]
本实施例中，在基座本体4-1的顶部设有带有内螺纹的基座套管4-3，基座套管4-3位于中部套管4-5的外侧，中部管道2的下端设有外螺纹部，中部管道2的下端与基座套管4-3螺纹连接。
[0030]
如图中所示，中部套管4-5与基座套管4-3之间的空隙与排砂口4-4贯通连接，并且贯通连接位置的空隙宽度远小于中部套管4-5的内径。地热水源上行流动通过管道滤网6时，含有的小颗粒砂粒被滤网截留，在地面系统停止抽取地热水源时以及进行反向冲洗作业时，被管道滤网6截留的小颗粒砂粒向导流管7与管道滤网6之间的空间内转移，并最终从排砂口4-4排出本滤砂管道结构之外。
[0031]
本实施例中，管道滤网6的顶部封口、底部敞口，管道滤网6的外径等于中部管道2的内径，管道滤网6是放置在中部管道2内部的，并未进行固定，在地热水源的水流作用下，管道滤网6能够上升或者下降移动，产生一定的振动效果，有效避免砂粒堵塞在管道滤网6的网孔内，而且能够促进网孔内的砂粒从滤网上脱落；导流管7的顶部和底部均敞口，导流管7的下端套设在中部套管4-5上并固定，因此导流管7可以看作是中部套管4-5的延长部分。
[0032]
请参见图3，可以看出：
[0033]
粗滤组件3包括外壳3-1，在外壳3-1的内端设有出水接口3-4、底部设有进水底口3-6，出水接口3-4与进水口4-2对接连接，在外壳3-1内还设有粗滤网3-2。地热水源经由进水底口3-6进入外壳3-1的内部，向上通过粗滤网3-2后经由出水接口3-4排出并进入进水口4-2，大颗粒的砂粒被粗滤网3-2截留。
[0034]
本实施例中，外壳3-1的外端敞口，在外端敞口上安装有盖板3-3，在盖板3-3的内壁上设有对粗滤网3-2进行顶紧的压圈。如图中所示，盖板3-3采用多个螺钉安装在外壳3-1的外端敞口上。粗滤网3-2为圆柱形形状，其内端和外端均敞口，盖板3-3上的压圈压持固定在粗滤网3-2的外端边缘上，粗滤网3-2的内端边缘抵靠在外壳3-1内的凸台上。
[0035]
本实施例中，在粗滤组件3的出水接口3-4的内壁上设有多个导流板3-5，各导流板3-5的作用是对经过粗滤处理的地热水源进行导流，令地热水源以更稳定的状态进入进水
口4-2和中部套管4-5，并以稳定的状态通过导流管7上行流动，避免在此流动过程中产生湍流而产生气泡，影响对砂粒的滤砂效果。
[0036]
本实施例中，在底部基座4的排砂口4-4上还安装有排砂管5，排砂管5的外端向下方弯折且排砂管5的底部端口为朝向外侧的倾斜端口，在本滤砂管道结构进行反向冲洗时，汇聚在中部套管4-5与基座套管4-3之间的砂粒经由排砂口4-4和排砂管5排出，排砂管5将砂粒向下、向侧方排出，尽量远离进水底口3-6。
[0037]
组装方式：
[0038]
在底部基座4上采用螺钉安装粗滤组件3和排砂管5，之后在中部套管4-5上安装导流管7，之后将中部管道2的下端与基座套管4-3固定连接，之后将管道滤网6置入中部管道2内部，之后将连接端盖1与中部管道2的上端固定连接；
[0039]
将组装完成的本滤砂管道结构安装在取水管8的下端，之后采用现有的施工工艺将滤砂管道结构向井底下放，在下放的过程中将多个取水管8逐级串联连接，最终取水管8的上端与安装在井口位置的井口装置连接，井口装置连接至地面系统。
[0040]
运行过程：
[0041]
地面系统的水泵产生抽水作用，取水管8内产生负压环境，地热井井底的地热水源进入粗滤组件3，粗滤处理去除含有的大颗粒砂粒，粗滤后的地热水源进入底部基座4内并沿着导流管7上行流动，从导流管7的上端流出之后继续上行流动的过程中穿过管道滤网6，得到二次滤砂处理，洁净的地热水源穿过连接端盖1上行进入取水管8，被提升至地面后进入地面系统，供换热使用；在此过程中，部分地热水源也会经由排砂管5和排砂口4-4进入管道滤网6和导流管7之间的空间内，然而由于中部套管4-5与基座套管4-3之间的空隙宽度远小于中部套管4-5的内径，因此这个位置的水流量远小于导流管7内的水流量；
[0042]
在取水的过程中，被管道滤网6截留的砂粒在管道滤网6和导流管7之间的空间内积存，当地面系统的水泵停止抽水，取水管8和本滤砂管道结构内的水流停止流动时，砂粒在自身重力的作用下向管道滤网6和导流管7之间的空间沉降；反向冲洗时(地面系统的水泵通过取水管8向本滤砂管道结构输送反洗水源)，前述沉降的砂粒经由前述空隙进入排砂口4-4，并最终经由排砂管5向外排出；执行反向冲洗操作时，部分反洗水源经由导流管7、中部套管4-5和出水接口3-4进入粗滤组件3的内部，之后穿过粗滤网6，最终由进水底口3-6排出，即对粗滤组件3也进行了反向冲洗，反向冲洗作业能够促进各滤网上的砂粒脱落，避免滤网被堵塞，保证滤网的滤砂能力；
[0043]
执行反向冲洗操作后，静置一定时间后(令地热井井下水源稳定，水源内的砂粒沉降到井底)可再次启动抽水作业。