一种废弃井地热资源利用系统的制作方法

本发明属于地热资源开发利用，具体涉及一种废弃井地热资源利用系统。

背景技术：

1、目前，我国地热钻井深度多数在2000～3500m，井底温度可达50℃～100℃，每口井投资400～700万元，因水量不足或无水导致地热井报废不计其数；另外，许多油田和盐田资源枯竭，使众多油井和盐井闲置，无法发挥应有作用。目前，对于这些废弃井一般的处置方式为进行封堵，并未将其利用。随着废弃井数量的增多，如何有效利用地下的热能，避免资源浪费成为一个日益突出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种废弃井地热资源利用系统，用以解决现有技术中未利用废弃井造成的投资和资源浪费的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种废弃井地热资源利用系统，包括用于在使用时下入废弃井的换热井管，换热井管包括两段，分别为塑料材质的保温段和金属材质的换热段，在使用时保温段位于换热段的上侧；还包括动力装置，用于将通过废弃井的井管与换热井管之间的间隙下入至废弃井的常温水，经过井下高温的地层热交换后，通过换热井管返回至地面。

3、上述技术方案的有益效果为：本发明的废弃井地热资源利用系统，包括换热井管，换热井管又包括两段，分别是保温段和换热段。利用该系统实现地热资源利用的过程为，常温水(例如地表水或者系统循环水)进入废弃井中，常温水在废弃井井管与换热井管的间隙经过与井下地层进行热交换后，使其温度升高，升温后的热水在动力装置的作用下返回地面系统中，以实现持续换热供暖；当用于温泉康养间歇利用地热资源时，可以通过动力装置进行定时抽取热水。其中，换热段选择金属材质一方面是为了实现引入至废弃井的地表水或者系统循环水的快速热交换，另一方面也是考虑到金属材质耐高温，并且质量相对较重，便于将换热井管下入废弃井；保温段选择塑料材质是为了对升温后的水进行保温，防止其又与靠近地表的温度较低的地层进行热交换又使水的温度下降。该系统通过对废弃井进行再利用，实现了地热资源的利用，同时节约了成本，对我国双碳目标实现和能源结构优化具有重要现实意义。

4、进一步地，塑料材质选择耐温40℃～60℃的塑料管。

5、上述技术方案的有益效果为：根据常温水升温后可达到的温度选择保温段，满足实际需求。

6、进一步地，金属材质为钢材质。

7、上述技术方案的有益效果为：钢材质耐高温且换热性能好。

8、进一步地，在井底温度超过60℃的部分所下入的换热段的长度为50～100m。

9、上述技术方案的有益效果为：根据地层温度梯度变化设置换热段的长度可以达到更高的利用率。

10、进一步地，换热井管还包括在使用时位于换热段下侧的过滤器，用于对进入换热井管的水进行过滤和增加进水通道。

11、上述技术方案的有益效果为：可以实现对进入换热井管的水进行杂质去除和增加进水通道。

12、进一步地，过滤器的本体材质为金属。

13、进一步地，过滤器的长度是可调节的，且用于根据换热效率和出口温度调节。

14、上述技术方案的有益效果为：过滤器长度根据实际情况调整，以在达到过滤效果的同时保证最佳的换热效果。

15、进一步地，系统还包括进水管，用于使常温水经过进水管下入至废弃井。

16、进一步地，保温段包括两段，分别为上保温段和下保温段，在使用时上保温段位于下保温段的上侧，上保温段的直径大于下保温段。

17、上述技术方案的有益效果为：根据废弃井的情况适应性设置两段直径不同的保温段。

18、进一步地，上保温段和下保温段均为pvc-u材质。

19、上述技术方案的有益效果为：pvc-u材质耐磨性较强热，能消声减震，保温性能好。

技术特征：

1.一种废弃井地热资源利用系统，其特征在于，包括用于在使用时下入废弃井的换热井管，换热井管包括两段，分别为塑料材质的保温段和金属材质的换热段，在使用时保温段位于换热段的上侧；还包括动力装置，用于将通过废弃井的井管与换热井管之间的间隙下入至废弃井的常温水，经过井下高温的地层热交换后，通过换热井管返回至地面。

2.根据权利要求1所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，塑料材质选择耐温40℃～60℃的塑料管。

3.根据权利要求1所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，金属材质为钢材质。

4.根据权利要求1所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，在井底温度超过60℃的部分所下入的金属换热段的长度为50～100m。

5.根据权利要求1～4任一项所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，换热井管还包括在使用时位于换热段下侧的过滤器，用于对进入换热井管的水进行过滤和增加进水通道。

6.根据权利要求5所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，过滤器本体的材质为金属。

7.根据权利要求5所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，过滤器的长度是可调节的，且用于根据换热效率和出口温度调节。

8.根据权利要求1～4任一项所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，系统还包括进水管，用于使常温水经过进水管下入至废弃井。

9.根据权利要求1所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，保温段包括两段，分别为上保温段和下保温段，在使用时上保温段位于下保温段的上侧，上保温段的直径大于下保温段。

10.根据权利要求9所述的废弃井地热资源利用系统，其特征在于，上保温段和下保温段材质均为pvc-u材质。

技术总结
本发明属于地热资源开发利用技术领域，具体涉及一种废弃井地热资源利用系统。该系统包括用于在使用时下入废弃井的换热井管，换热井管包括两段，分别为塑料材质的保温段和金属材质的换热段，在使用时保温段位于换热段的上侧；还包括动力装置，用于将通过废弃井的井管与换热井管之间的间隙下入至废弃井的常温水，经过井下高温地层热交换后，通过换热井管返回至地面。该系统通过对废弃井进行再利用，实现了地热资源的利用，同时可大量节约钻井成本，对我国双碳目标实现和可再生清洁能源再利用具有重要现实意义。

技术研发人员：张晗,卢玮,顾超,万光南,白晨,沈权伟,王俊杰
受保护的技术使用者：河南省地质研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15