一种中深层高效地热单井同轴换热系统的制作方法

本技术涉及地热井单井供暖，具体涉及一种中深层高效地热单井同轴换热系统。

背景技术：

1、地热能是以热能形式存在的清洁可再生能源资源，与太阳能和风能相比，以热用热，无需转换，具有天然优势，且不受昼夜与天气的影响，储量大、运行稳定，在我国北方地区的建筑供热领域具有良好的应用前景。

2、我国地热资源以中低温热水型地热资源为主，其开发利用主要为直接抽取地热水的多井抽灌模式，一口采水井，一口回灌井，从采水井采水，经过热交换以后，回灌到回灌井。

3、由于砂岩地层实现同层或异层的完全回灌仍较困难，由此导致地下水位逐年下降直至无法开采或不经济而弃井，因此人们开始研究“取热不取水”的地热单井换热利用模式。

4、现有的中深层地热单井换热技术，以地下中深层岩土热储或干热岩为热源，与岩土层进行换热，吸热效果和单井换热量、出水温度均有待提高。

技术实现思路

1、本实用新型为了增加单井换热量、提高出水温度，提供了一种中深层高效地热单井同轴换热系统。

2、本实用新型的技术方案是：一种中深层高效地热单井同轴换热系统，包括普通石油套管、取水过滤管、外套管和绝热内管，地层从上至下依次为普通层、岩土层和含水层，所述普通石油套管设置于普通层和岩土层内，其与普通层之间采用低导热固定材料固井，其与岩土层之间采用高导热固定材料固井；所述取水过滤管设置于含水层内，其与含水层之间采用高导热固定材料固井；所述外套管位于普通石油套管和取水过滤管的内腔中，其上端为井口进水端，其下端封口；所述外套管内径大于绝热内管外经，所述绝热内管设置于外套管的内腔中，二者同轴设置，且绝热内管的上端为井口出水端；所述井口出水端和井口进水端分别通过管线与地热能换热板换相连。

3、优选的，所述取水过滤管为不锈钢绕丝过滤管。

4、优选的，所述外套管包括位于岩土层的外套管光管和位于含水层的高效换热外套管，所述外套管光管与高效换热外套管固定连接。

5、优选的，所述高效换热外套管的内外壁上均布有若干纵向凸起的金属翅片，所述金属翅片不少于十二片。

6、优选的，所述外套管下端连接有沉砂管。

7、本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：

8、本换热系统以岩土层热储和含水层地热水为热源进行换热，同时采用高导热固定材料固井，有效地增加了单井换热量；本换热系统通过外套管光管和高效换热外套管强化了吸热介质循环水与热储层的换热，从而提高了出水温度。

技术特征：

1.一种中深层高效地热单井同轴换热系统，其特征在于：包括普通石油套管、取水过滤管、外套管和绝热内管，地层从上至下依次为普通层、岩土层和含水层，所述普通石油套管设置于普通层和岩土层内，其与普通层之间采用低导热固定材料固井，其与岩土层之间采用高导热固定材料固井；所述取水过滤管设置于含水层内，其与含水层之间采用高导热固定材料固井；所述外套管位于普通石油套管和取水过滤管的内腔中，其上端为井口进水端，其下端封口；所述外套管内径大于绝热内管外经，所述绝热内管设置于外套管的内腔中，二者同轴设置，且绝热内管的上端为井口出水端；所述井口出水端和井口进水端分别通过管线与地热能换热板换相连。

2.根据权利要求1所述的一种中深层高效地热单井同轴换热系统，其特征在于：所述取水过滤管为不锈钢绕丝过滤管。

3.根据权利要求1所述的一种中深层高效地热单井同轴换热系统，其特征在于：所述外套管包括位于岩土层的外套管光管和位于含水层的高效换热外套管，所述外套管光管与高效换热外套管固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种中深层高效地热单井同轴换热系统，其特征在于：所述高效换热外套管的内外壁上均布有若干纵向凸起的金属翅片，所述金属翅片不少于十二片。

5.根据权利要求1所述的一种中深层高效地热单井同轴换热系统，其特征在于：所述外套管下端连接有沉砂管。

技术总结
本技术公开了一种中深层高效地热单井同轴换热系统，涉及地热井单井供暖技术领域，包括普通石油套管、取水过滤管、外套管和绝热内管，地层从上至下依次为普通层、岩土层和含水层，普通石油套管设置于普通层和岩土层内，其与普通层之间采用低导热固定材料固井，其与岩土层之间采用高导热固定材料固井；取水过滤管设置于含水层内，其与含水层之间采用高导热固定材料固井；外套管位于普通石油套管和取水过滤管的内腔中，其上端为井口进水端，其下端封口；绝热内管设置于外套管的内腔中，二者同轴设置，且绝热内管的上端为井口出水端；本换热系统强化了吸热介质循环水与热储层的换热，增加了单井换热量，从而提高了出水温度。

技术研发人员：张晓霞,马正孔,王近铫,宋恩剑,郭红兵
受保护的技术使用者：山东海利丰智慧能源科技有限公司
技术研发日：20230725
技术公布日：2024/3/4