一种中深层地热井的固井材料及地热井的制作方法

文档序号:17597157发布日期:2019-05-07 19:38阅读:884来源:国知局

本发明涉及地热井领域,具体涉及一种中深层地热井的固井材料及地热井。



背景技术:

地热能作为一种可再生能源,具有分布广、成本低、易于开采、洁净以及可直接利用等优点。大力推广地热能的利用,是资源节约和环境保护的有效措施,是实现人类社会可持续发展的途径。当前,地热能利用技术在不断地发展,成为建筑供暖和制冷的最好选择。

“取热不取水的”中深层地热井的固井材料,一般为水泥,水泥的导热系数一般为0.19~0.65w/m〃k,影响了地热能的利用效率。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种中深层地热井的固井材料及地热井。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种中深层地热井的固井材料,包括水泥和金属粉。

本发明的有益效果是:本发明的固井材料的导热系数是水泥的3-10倍,能有效提高地热能的利用效率。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,所述水泥的重量比为30%-90%,所述金属粉的重量比为10%-70%。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过对水泥和金属粉的比例进行有效限定,能够有效的增大储热层热传导范围,大大地提高了地热能的利用效率。

进一步,所述金属粉为铁粉、铝粉、铜粉、钢粉中的一种或几种。

采用上述进一步方案的有益效果是:将金属粉采用铁粉、铝粉、铜粉或钢粉的一种或几种,可以有效提高固井材料的导热系数。

进一步,所述金属粉的目数为200-800目。

采用上述进一步方案的有益效果是:金属粉的目数为200-800目,可使金属粉与水泥进行有效混合,使水泥的固设效果更好。

进一步,所述水泥为425或325硅酸盐水泥。

采用上述进一步方案的有益效果是:采用硅酸盐水泥,可有效提高金属粉与水泥的粘固作用。

一种中深层地热井的固井材料,包括325硅酸盐水泥和铁粉。

本发明的有益效果是:本发明的固井材料的导热系数是水泥的3-10倍,能有效提高地热能的利用效率。

进一步,所述铁粉的目数为500目。

进一步,所述325硅酸盐水泥的重量比为70%,所述铁粉的重量比为30%。

一种地热井,包括地热井本体、套管和导热层,所述套管设置在所述地热井本体中,所述套管外侧壁与所述地热井本体内侧壁之间设有一层导热层,所述导热层采用所述的固井材料制成。

本发明的有益效果是:本发明的地热井,能有效提高地热能的利用效率。

进一步,所述地热井本体的内侧壁上射有若干水平布置的射孔,所述射孔中填充有所述导热层。

采用上述进一步方案的有益效果是:大大提高了固井材料的导热性能较,能够有效提高地热能的利用效率。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例的一种中深层地热井的固井材料,包括水泥和金属粉。本实施例的固井材料的导热系数是水泥的3-10倍,能有效提高地热能的利用效率。

本实施例的所述水泥的重量比为30%-90%,所述金属粉的重量比为10%-70%。通过对水泥和金属粉的比例进行有效限定,能够有效的增大储热层热传导范围,大大地提高了地热能的利用效率。

本实施例的所述金属粉为铁粉、铝粉、铜粉、钢粉中的一种或几种。将金属粉采用铁粉、铝粉、铜粉或钢粉的一种或几种,可以有效提高固井材料的导热系数。

本实施例的所述金属粉的目数为200-800目。金属粉的目数为200-800目,可使金属粉与水泥进行有效混合,使水泥的固设效果更好。

本实施例的所述水泥为425或325硅酸盐水泥。采用硅酸盐水泥,可有效提高金属粉与水泥的粘固作用。

其中,所述固井材料的具体实施方式如下:

实施方式一:所述固井材料包括3重量份的水泥和7重量份的金属粉,具体所述水泥的重量比为30%,金属粉的重量比为70%,将水泥和金属粉混合后,用水进行混合均匀即可。

其中,所述金属粉为铁粉、铝粉、铜粉、钢粉等的一种或几种进行混合。金属粉的目数为200目。所述水泥为425或325硅酸盐水泥。本实施方式的导热固井材料是水泥的3-10倍,能有效的提高地热能的利用效率。

实施方式二:所述固井材料包括6重量份的水泥和4重量份的金属粉,具体所述水泥的重量比为60%,金属粉的重量比为40%,将水泥和金属粉混合后,用水进行混合均匀即可。

其中,所述金属粉为铁粉、铝粉、铜粉、钢粉等的一种或几种进行混合。金属粉的目数为500目。所述水泥为425或325硅酸盐水泥。本实施方式的导热固井材料是水泥的3-10倍,能有效的提高地热能的利用效率。

实施方式三:所述固井材料包括9重量份的水泥和1重量份的金属粉,具体所述水泥的重量比为90%,金属粉的重量比为10%,将水泥和金属粉混合后,用水进行混合均匀即可。

其中,所述金属粉为铁粉、铝粉、铜粉、钢粉等的一种或几种进行混合。金属粉的目数为800目。所述水泥为425或325硅酸盐水泥。本实施方式的导热固井材料是水泥的3-10倍,能有效的提高地热能的利用效率。

实施方式四:所述固井材料包括4.5重量份的水泥和5.5重量份的金属粉,具体所述水泥的重量比为45%,金属粉的重量比为55%,将水泥和金属粉混合后,用水进行混合均匀即可。

其中,所述金属粉为铁粉、铝粉、铜粉、钢粉等的一种或几种进行混合,例如可选用铁粉和铝粉以任意比混合,或选用铜粉和钢粉以任意比混合,或选用铝粉和钢粉以任意比混合。金属粉的目数为450目。所述水泥为425或325硅酸盐水泥。本实施方式的导热固井材料是水泥的3-10倍,能有效的提高地热能的利用效率。

本实施例的一个优选方案为,一种中深层地热井的固井材料,包括325硅酸盐水泥和铁粉。本实施例的固井材料的导热系数是水泥的3-10倍,能有效提高地热能的利用效率。所述铁粉的目数为500目。所述325硅酸盐水泥的重量比为70%,所述铁粉的重量比为30%。

实施例2

本实施例的一种地热井,包括地热井本体、套管和导热层,所述套管设置在所述地热井本体中,所述套管外侧壁与所述地热井本体内侧壁之间设有一层导热层,所述导热层采用所述的固井材料制成。本实施例的地热井,能有效提高地热能的利用效率。

本实施例的所述地热井本体的内侧壁上射有若干水平布置的射孔,所述射孔中填充有所述导热层。其中,所述射孔沿所述地热井本体的径向开设在地热井本体上。大大提高了固井材料的导热性能较,能够有效提高地热能的利用效率。本实施例的一种地热井,采用上述的施工工艺制成。本实施例的地热井,影响半径可达到30-50米,增加了储热层热传导范围,有效地提高了地热能的利用效率。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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