一种多斜井连通地热换热系统的制作方法

文档序号:16080238发布日期:2018-11-27 21:44阅读:278来源:国知局

本实用新型属于地热、干热岩开采技术领域,特别涉及一种多斜井连通地热换热系统。



背景技术:

随着人们环保意识的增强,更多可持续发展的新能源逐步走上历史舞台成为主角,相继在越来越多的技术领域开始代替传统的石油、煤炭等不可再生资源,地热能、干热岩开发逐渐在供暖及综合利用领域崭露头角。2016年国家能源局在《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中提出“加强地热能开发利用,研发水热型地热系统改造及增产技术,突破干热岩开发关键技术装备,建设兆瓦级干热岩发电和地热综合梯级利用示范工程”。

然而,现有技术中地热能采集过程中能量的利用率极低,究其原因在于采集的热量在运输过程中极易与地层换热,导致地热能的浪费,采集的地热能不能满足人们的使用需求,所以如何提高地热能的利用率成为时下亟待解决的问题。



技术实现要素:

为了克服现有技术存在的不足,解决现有的地热能利用率低的技术问题,提供一种多斜井连通地热换热系统。

本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种多斜井连通地热换热系统,它包括主井和分支井,其中:所述换热系统为密闭结构,所述主井设置为直井,在主井的外壁与预定分支井的对接处间断安装有玻璃钢套管,在主井中并且位于最上端主井和分支井对接接口的上方设置真空保温套管;主井的外端部设置有井口排出封头,井口排出封头的出液端通过管道与供热机组的进液口连通,供热机组的出液口设置为高温工质供热口;

若干口所述分支井呈辐射状设置于主井井口的四周,主井的内径大于任意一口分支井的内径,每一口所述分支井分别由分支直井和分支斜井组成,分支直井的一端延伸至地面,分支直井的外端部设置有井口注入封头,各井口注入封头的进液口分别通过管道与工质储存罐的出液口连通,工质储存罐与各井口注入封头连接的管道上分别设置有调压泵,分支直井的另一端与分支斜井的首端连通,分支斜井的尾端贯穿玻璃钢套管与主井连通,分支斜井的轴线方向与主井的轴线方向之间的夹角呈锐角,每一分支斜井与主井的接口位置无规则并且不重叠地设置于主井的圆柱面上。

进一步地,至少三口所述分支井设置于主井井口的四周,并且三口分支井的分支直井部分轴线距主井的距离各不相等。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为:

本实用新型可以将已存在的废旧直井重新利用,在直井末端继续开设斜井组成分支井与主井连通,由多口分支井同时向主井内注入换热工质,提高了主井中换热工质的压力,缩短了换热后携带有地热能的工质在主井中运输的时间,热能利用率高,高效节能,绿色环保,无废气、废液、废渣排放,水工质反复循环利用,可保护节约城市地下水资源。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图,图中空心箭头表示低温工质,实心箭头表示高温工质。

图2为本实用新型立体结构透视示意图。

图中,1为主井,2为分支井,21为分支直井,22为分支斜井,3为玻璃钢套管,4为工质供热口,5为供热机组,6为井口排出封头,7为井口注入封头,8为调压泵,9为工质储存罐,10为隔热套管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1和图2所示的一种多斜井连通地热换热系统,它包括主井1和分支井2,其中:所述换热系统为密闭结构,所述主井1设置为直井,在主井1的外壁与预定分支井2的对接处间断安装有玻璃钢套管3,在主井1中并且位于最上端主井1和分支井2对接接口的上方设置真空保温套管10;主井1的外端部设置有井口排出封头6,井口排出封头6的出液端通过管道与供热机组5的进液口连通,供热机组5的出液口设置为高温工质供热口4;

若干口所述分支井2呈辐射状设置于主井1井口的四周,主井1的内径大于任意一口分支井2的内径,每一口所述分支井2分别由分支直井21和分支斜井22组成,分支直井21的一端延伸至地面,分支直井21的外端部设置有井口注入封头7,各井口注入封头7的进液口分别通过管道与工质储存罐9的出液口连通,工质储存罐9与各井口注入封头7连接的管道上分别设置有调压泵8,分支直井21的另一端与分支斜井22的首端连通,分支斜井22的尾端贯穿玻璃钢套管3与主井1连通,分支斜井22的轴线方向与主井1的轴线方向之间的夹角呈锐角,每一分支斜井22与主井1的接口位置无规则并且不重叠地设置于主井1的圆柱面上。

进一步地,至少三口所述分支井2设置于主井1井口的四周,并且三口分支井2的分支直井21部分轴线距主井1的距离各不相等。

本实用新型的使用过程及原理如下:

1、根据前期地质勘查,选取合适的地热储层位置,选定井位,依据需热量、地热梯度钻主井1,同时围绕主井1的井口钻多口不同深度的分支直井21,在主井1中安装隔热套管10;

2、多口分支直井21的末端根据定位装置钻分支斜井22,使多口分支斜井22贯穿玻璃钢套管3与主井1在不同位置对接连通;

3、分支直井21的顶部安装井口注入封头7,主井1的顶部安装井口排出封头6;

4、根据供热需求,调整各分支井2进液口一侧调压泵8的压力及流量,井口注入封头7与井口排出封头6同时启动,低温工质由井口注入封头7注入分支井2,低温工质在分支井2的底部换热后流入主井1内,隔热套管10对换热后的高温工质进行保温并输送至井口排出封头6排出,高温工质在地面热能利用设备中做功后再次通过井口注入封头7进入换热系统中进行下一个循环。

技术特点:注入井与排出井各自安装注入与排出装置,通过斜井段与直井段的连通,形成热交换工质容腔,可以有效利用现有的直井作为分支直井21,从而共同组成大型的热交换系统,更大的增大了热交换系统面积,高效导出干热岩岩体热能,满足地面热能利用设备的需要,极大地节约了占地面积,突破了地面可施工场地面积狭小或遭遇地下城市建设红线的情况。

应用此技术节约占地空间,节约水资源,降低成本,热能利用率高,绿色环保,无废气、废液、废渣排放,社会效益显著。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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