专利名称：一种用于地热井的机械除垢系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地热井的除垢系统，尤其涉及一种用于地热井的机械除垢系统。
背景技术：
随着石油、天然气等不可再生资源的快速消耗，地热能作为一种具有广阔开发前景的新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外，还能直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖等。地热水中由于含有大量的矿物杂质，如Ca2+、Mg2+、Fe2+、A13+、S2-、C032-等，很容易生成钙镁离子的碳酸盐以及氢氧化物，同时它的溶 解度与一般的盐类不同，不是随着温度的升高而升高，而是随着温度的升高而降低，因此，这些微溶性盐很容易达到过饱和状态，由水中结晶析出，当水流速比较小或接触面比较粗糙时，这些结晶沉淀物就容易沉积在表面上形成垢。结垢后，一方面受热面的传热性能变差，会增加很大的传热阻力，影响传热效果，造成热量损失，例如地暖管内壁每增厚Imm的水垢就会使室内的温度下降6°C;另一方面，结垢后，水垢会大量附着在设备管道内壁，严重时会堵塞管道，威胁安全运行，水垢严重的工业企业甚至被迫停产。同样，地热井内壁也会存在结垢问题，地热井内壁结垢后，不但影响地热水的流通速度，而且会造成地热水水源的堵塞，严重时可能堵住水源，需要重新开挖地热井，造成地热水供应的暂停并增加大量维修成本。所以，地热井结垢是一个常见而耗资的问题，全球每年用于垢的清洗和结垢引起的热能损失耗资达百亿美元。目前，水垢的清除方法共分两类一类是化学除垢法，包括盐酸除垢、磷酸除垢等；另一类是机械除垢法，包括高压水喷射除垢技术，超声波除垢技术，磁场除垢技术，静电场除垢技术，高频电场除垢技术等。在这些除垢技术中，化学除垢法存在引入化学物品、污染环境的问题；而现有的机械除垢法成本较高，使用方法复杂，所以都难以全面推广普及。
发明内容本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种工艺简单、设备少、成本低的用于地热井的机械除垢系统。本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的本实用新型包括井架、第一定滑轮、第二定滑轮、动滑轮、卷扬机和捅井锤，所述井架和所述卷扬机安装于所述地热井旁边，所述第一定滑轮安装于所述井架上并位于所述动滑轮的上方，所述第二定滑轮安装于所述井架上并位于所述地热井的上方，所述捅井锤的上方连接钢丝绳的一端，所述钢丝绳的另一端依次经过所述第二定滑轮、所述第一定滑轮和所述动滑轮后与所述卷扬机的动力输出端连接。井架用于安装滑轮，滑轮用于变向及省力传力，卷扬机用作拉动捅井锤的动力源。在需要除垢时，先利用卷扬机及其它外力将捅井锤置于地热井内上段位置，然后控制卷扬机，完全解除对钢丝绳的控制，使捅井锤在重力作用下落下井底，在此过程中实现对地热井井壁和井底的除垢。然后控制卷扬机，将捅井锤提起至地热井内的上段，然后重复上述过程，直到完成除垢工作为止。进一步，所述机械除垢系统还包括捅井管，所述捅井管安装于所述地热井的井口上面并与所述地热井同轴向，所述捅井管的顶部设置有直通总阀门，所述直通总阀门上面设置有盲板，所述盲板的中心位置设置有钢丝绳过孔，所述钢丝绳过孔位于所述地热井的中心轴上，所述第二定滑轮位于所述钢丝绳过孔的正上方。捅井时钢丝绳沿定滑轮运动，避免因捅井锤与盲板位置不正而摩擦盲板孔，减少汽水混合物从捅井管顶部喷出。作为优选，所述钢丝绳过孔的直径比所述钢丝绳的直径大2mm，在保证钢丝绳活动自如的同时尽量减小捅井管顶部空隙的截面积，以减少汽水混合物从捅井管顶部喷出。进一步，所述机械除垢系统还包括放喷阀门和汽水分离器，所述放喷阀门设置于所述地热井的井口，所述放喷阀门的出口通过放喷管与所述汽水分离器的入口连接。汽水分离器为常见的汽水分离装置，通过离心作用将液态水和干燥蒸汽分离开，其按照结构形 式可分为A型、AS型、B型、BS型、CFll型、CF41型、UFS型、DS-I型等等。更进一步，所述机械除垢系统还包括隔离罩，所述隔离罩安装于所述地热井的井口上方。在井口设置隔离罩，不仅能减少除垢过程中的噪音，还能阻止汽水混合物外喷，减少对周边环境造成影响。具体地，所述地热井为高温地热井、中温地热井或低温地热井。作为优选，所述捅井锤的中心设置有轴向方向的通孔；所述捅井锤的下端为圆锥形端面。设置通孔用于减小捅井锤下落时的空气阻力，保证机械除垢效果；下端采用圆锥形端面一方面能够减小空气阻力，另一方面可提高井底的除垢效果。更进一步，所述捅井锤的圆周表面设置有多圈刀口，这样可显著提高井壁的除垢效果。本实用新型的有益效果在于I、本实用新型针对地热井中矿物质含量高、易结垢的特点，采用结构简单的捅井锤机械除垢方法，所需设备少、工艺流程短、成本低、效果好；2、采用本实用新型除垢，无需引入化学试剂，无毒无害，不仅避免对地热水本身造成污染，而且不会对环境造成不利影响，绿色环保；3、捅井锤采用厚壁中空结构，防止阻碍井下汽水混合物的气流上升，减少捅井锤下放阻力，保证机械除垢效果；4、捅井时钢丝绳沿第二定滑轮运动，避免因捅井锤与盲板位置不正而摩擦盲板孔，减少汽水混合物从捅井管顶部喷出；5、通过在井口设置隔离罩，不仅能减少除垢过程中的噪音，还能阻止汽水混合物外喷，减少对周边环境造成影响；6、本实用新型不受地热井条件限制，可灵活配置捅井锤的尺寸和重量，既可用于小规模地热井除垢，也可以用于大规模地热井除垢，适用范围广。综上所述，本实用新型提出的一种用于地热井的机械除垢系统，不但能有效解决地热井中结垢严重的问题，并且工艺简单、设备少、成本低，便于推广普及。
[0022]附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如附图所示，本实用新型包括井架14、第一定滑轮11、第二定滑轮10、动滑轮12、卷扬机13、捅井锤6、捅井管4、放喷阀门(图中未示出)、汽水分离器2和隔离罩8，井架14和卷扬机13安装于地热井9的旁边，第一定滑轮11安装于井架14上并位于动滑轮12的上方，第二定滑轮10安装于井架14上并位于地热井9的上方，捅井锤6的上方连接钢丝绳5的一端，钢丝绳5的另一端依次经过第二定滑轮10、第一定滑轮11和动滑轮12后通过拉钩15与卷扬机13的动力输出端连接；捅井锤6的中心设置有轴向方向的通孔；捅井锤6的下端为圆锥形端面；捅井锤6的圆周表面设置有三圈刀口 7 ;捅井管4安装于地热井9的井口上面并与地热井9同轴向，捅井管4的顶部设置有直通总阀门(图中未示出)，所述直通总阀门上面设置有盲板(图中未示出)，所述盲板的中心位置设置有钢丝绳过孔(图中未示出)， 所述钢丝绳过孔位于地热井9的中心轴上，第二定滑轮10位于所述钢丝绳过孔的正上方，所述钢丝绳过孔的直径比钢丝绳5的直径大2mm ;所述放喷阀门设置于地热井9的井口，所述放喷阀门的出口通过放喷管3与所述汽水分离器2的入口连接；隔离罩8安装于地热井9的井口上方并位于捅井管4的外面。地热井9可以为高温地热井、中温地热井或低温地热井。下面结合具体实施例对本实用新型的多种变化组合进行具体说明实施例I :如附图所示，本实用新型中，井架14为普通的碳钢支架，起到支撑滑轮的作用；第一定滑轮11和第二定滑轮10为普通的定滑轮，起到传力变向的作用；动滑轮12为普通的动滑轮，起到传力变向及移动衔接钢丝绳5及卷扬机13的作用；卷扬机13为单卷筒快速卷扬机，其吨位为1000公斤；地热井9为中温地热井，其地热水温度为120°C，地热井深200米；捅井锤6是直径为300mm、高为5m的圆柱形不锈钢锤，其重量为300千克；汽水分离器2为CFll型汽水分离器；隔离罩8为普通的封闭装置，其材料为不锈钢，其尺寸为2x2米。如附图所示，具体除垢过程如下(I)打开井口放喷阀门，使地热井9内的汽水混合物由放喷管3排到汽水分离器2内，分离后的水经出水管I排至蓄水池(图中未示出)；(2)打开捅井管4顶部的直通总阀门，缓慢下放捅井锤6，堵上盲板，使钢丝绳5从盲板上的钢丝绳过孔中穿过；(3)启动卷扬机13，并配合第一定滑轮11、第二定滑轮10、动滑轮12和钢丝绳5，控制捅井锤6的下放方向和速度；(4)捅井锤6在重力作用下撞击地热井9中的结垢层，击碎的水垢随着汽水混合物排出井外；(5)捅井锤6到达地热井9的底部或预设深度后，卷扬机13在电机带动下拉动捅井锤6上升至井内上段靠近井口的位置，重复下放撞击除垢过程，反复多次撞击，实现水垢清除；(6)机械除垢结束后，打开盲板，取出捅井锤6，关闭捅井管4顶部的直通总阀门，结束除垢。实施例2 将实施例I中的卷扬机13改为溜放型快速卷扬机，其余同实施例I。实施例3 将实施例I中的地热井9改为高温地热井，地热水温度为180°C，其余同实施例I。实施例4 将实施例I中的汽水分离器2改为DS-I型汽水分离器，其余同实施例I。实施例5: 将实施例I中的汽水分离器2改为CF41型汽水分离器，其余同实施例I。实施例6 将实施例I中的隔离罩8的材料改为普通碳钢内衬防腐塑料，其余同实施例I。上述实施例只是本实用新型可行的部分结构组合，但并未限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型核心结构的等效实施或结构变更，均应落入本实用新型保护范围内。
权利要求1.一种用于地热井的机械除垢系统，其特征在于包括井架、第一定滑轮、第二定滑轮、动滑轮、卷扬机和捅井锤，所述井架和所述卷扬机安装于所述地热井旁边，所述第一定滑轮安装于所述井架上并位于所述动滑轮的上方，所述第二定滑轮安装于所述井架上并位于所述地热井的上方，所述捅井锤的上方连接钢丝绳的一端，所述钢丝绳的另一端依次经过所述第二定滑轮、所述第一定滑轮和所述动滑轮后与所述卷扬机的动力输出端连接。
2.根据权利要求I所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述机械除垢系统还包括捅井管，所述捅井管安装于所述地热井的井口上面并与所述地热井同轴向，所述捅井管的顶部设置有直通总阀门，所述直通总阀门上面设置有盲板，所述盲板的中心位置设置有钢丝绳过孔，所述钢丝绳过孔位于所述地热井的中心轴上，所述第二定滑轮位于所述钢丝绳过孔的正上方。
3.根据权利要求I所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述钢丝绳过孔的直径比所述钢丝绳的直径大2mm。
4.根据权利要求I所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述机械除垢系统还包括放喷阀门和汽水分离器，所述放喷阀门设置于所述地热井的井口，所述放喷阀门的出口通过放喷管与所述汽水分离器的入口连接。
5.根据权利要求I所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述机械除垢系统 还包括隔离罩，所述隔离罩安装于所述地热井的井口上方。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述地热井为闻温地热井、中温地热井或低温地热井。
7.根据权利要求I所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述捅井锤的中心设置有轴向方向的通孔。
8.根据权利要求I或7所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述捅井锤的下端为圆锥形端面。
9.根据权利要求8所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述捅井锤的圆周表面设置有多圈刀口。
10.根据权利要求I或7所述的用于地热井的机械除垢系统，其特征在于所述捅井锤的圆周表面设置有多圈刀口。
专利摘要本实用新型公开了一种用于地热井的机械除垢系统，包括井架、第一定滑轮、第二定滑轮、动滑轮、卷扬机和捅井锤，所述井架和所述卷扬机安装于所述地热井旁边，所述第一定滑轮安装于所述井架上并位于所述动滑轮的上方，所述第二定滑轮安装于所述井架上并位于所述地热井的上方，所述捅井锤的上方连接钢丝绳的一端，所述钢丝绳的另一端依次经过所述第二定滑轮、所述第一定滑轮和所述动滑轮后与所述卷扬机的动力输出端连接。本实用新型不但能有效解决地热井中结垢严重的问题，并且不受地热井条件和规模限制，可灵活配置捅井锤的尺寸和重量，适用范围广，并具有不引入化学物品、不污染环境、工艺简单、设备少、成本低的优点，便于推广普及。
文档编号E21B37/00GK202578638SQ201220225889
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月20日 优先权日2012年5月20日
发明者徐毅 申请人:徐毅