一种地热井自主测量装置和方法与流程

1.本发明涉及中深层地热井测量的技术领域，更具体地，涉及一种地热井自主测量装置和方法。


背景技术：

2.目前，中深层地热利用领域，地热资源作为清洁能源，已经逐渐受到认可，也逐渐成为绿色建筑的标准配置。地热井是地热资源使用的首要条件，地热井的深度以及地热水的能源状况对于地热井的使用有着至关重要的作用。实际测量中，基本不需要获取全段数据，只测量换热后的水温，主要是由于获取处在中深层几百米甚至上千米的地热资源的数据比较困难，主要集中在两个关键点是深度和水压。
3.因此，现有技术中亟需开发一种应用于中深层地热井水温及压力等的测量装置，获取打井期间或打井完成后对井下地热数据，更加了解地热井的详细数据，以便高效利用地热资源的技术方案。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种地热井自主测量装置和方法。
5.为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：
6.一种地热井自主测量装置，包括依次连接的数据舱、浮力调节舱和浮力提供舱，所述数据舱的外部设置有压力传感器、速度和温度传感器，所述数据舱的内部设置有电路模块支架、数据采集模块、数据存储模块和电源模块，所述浮力调节舱的外壁由自外向内依次设置的过滤网、水溶膜和水溶混合物组成，所述浮力提供舱的尾部设置有方向舵和回收模块；所述回收模块中设置有指示灯和磁铁回收器；所述数据舱靠近所述浮力调节舱的一侧设置有数据舱舱盖，所述数据舱舱盖与所述浮力调节舱之间设置有密封圈，所述数据舱舱盖与所述浮力提供舱通过螺钉固定连接，所述浮力提供舱与所述数据舱舱盖通过螺钉固定连接。
7.所述水溶混合物为nacl。
8.一种地热井自主测量方法，包括以下步骤：
9.s1：投掷下潜：将地热井自主测量装置的数据采集模块开启后，投掷于井中，地热井自主测量装置由于整体重力大于浮力而自动下沉至井底；
10.s2：浮力调节阶段：井底静置直至浮力调节舱的水溶膜溶解后，井下热水直接与水溶混合物进行接触，水溶混合物逐渐溶解的过程中，地热井自主测量装置自主上浮；
11.s3：上浮阶段：在上浮阶段对地热资源数据进行二次测量，直至上浮至井水平面；
12.s4：回收数据读取：观察回收模块中的指示灯，判断地热井自主测量装置上浮至水面，然后将金属钻杆与磁铁回收器通过磁力连接，将地热井自主测量装置取出井口，读取数据。
13.本发明相比现有技术的有益效果是：利用浮力调节舱外壁覆盖水溶膜和水溶混合
物，来调节整个装置的浮力配置，使该装置在水溶膜和水溶混合物的溶解过程中，能够潜入深水区，承受较大的水压，并且溶解到一定程度时，能够上浮回到水面，从而测量地热井深度较深处的数据。
附图说明
14.图1是本发明的主视图。
15.图2是数据舱和浮力调节舱连接方式。
16.图3是浮力调节舱与浮力提供舱连接方式。
17.附图标记：1-压力传感器，2-速度和温度传感器，3-电路模块支架，4-数据采集模块，5-数据存储模块，6-电源模块，7-密封圈，8-水溶混合物，9-水溶膜，10-浮力调节舱，11-浮力提供舱，12-方向舵，13-回收模块，14-螺钉，15-数据舱舱盖，16-数据舱，17-过滤网。
具体实施方式
18.下面根据具体实施方式对本发明做进一步阐述。
19.如图1-3所示的地热井自主测量装置，包括依次连接的数据舱16、浮力调节舱10和浮力提供舱11，数据舱16的外部设置有压力传感器1、速度和温度传感器2，数据舱16的内部设置有电路模块支架3、数据采集模块4、数据存储模块5和电源模块6，浮力调节舱10的外壁由自外向内依次设置的过滤网17、水溶膜9和水溶混合物8组成，本实施例中，水溶混合物8为nacl。浮力提供舱11的尾部设置有方向舵12和回收模块13；回收模块13中设置有指示灯和磁铁回收器；数据舱16靠近浮力调节舱10的一侧设置有数据舱舱盖15，数据舱舱盖15与浮力调节舱10之间设置有密封圈7，数据舱舱盖15与浮力提供舱11通过螺钉14固定连接，浮力提供舱11与数据舱舱盖15通过螺钉14固定连接。水溶混合物8接触井下热水后，产生物理溶解，使用后，再卸下过滤网17，在浮力调节舱10外壁涂覆新的水溶混合物8，使该测量装置可重复利用。
20.为实现地热井成井后井下地热资源参数的测量，做到高效合理开发，开发该测量装置。该测量装置的测量过程主要分为投掷下潜，浮力调节，上浮，回收数据读取四个过程。地热井自主测量方法，包括以下步骤：
21.s1：投掷下潜，将地热井自主测量装置的数据采集模块4开启后，投掷于井中，地热井自主测量装置由于整体重力大于浮力而自动下沉至井底；
22.s2：浮力调节阶段，井底静置直至浮力调节舱10的水溶膜9溶解后，井下热水直接与水溶混合物8进行接触，水溶混合物8产生物理溶解，由于水溶混合物8密度大于井水密度，随着全部溶解，浮力配置发生改变；由于地热井自主测量装置的浮力配置发生改变，地热井自主测量装置的重量会随之减轻，同时，浮力调节舱10的浮力减少，但浮力调节舱10减轻的重量大于其浮力减少量，因此，地热井自主测量装置会自主逐渐上浮；
23.s3：上浮阶段，在上浮阶段，数据采集模块4对地热资源数据进行二次测量，直至上浮至井水平面；
24.s4：回收数据读取，观察回收模块13中的指示灯，判断地热井自主测量装置上浮至水面，然后将金属钻杆靠近浮力提供舱11，金属钻杆与磁铁回收器通过磁力连接，金属钻杆被回收模块13吸住，拉动金属钻杆，将地热井自主测量装置取出井口，即可读取数据。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”和“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
26.以上的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种地热井自主测量装置，其特征是，包括依次连接的数据舱(16)、浮力调节舱(10)和浮力提供舱(11)，所述数据舱(16)的外部设置有压力传感器(1)、速度和温度传感器(2)，所述数据舱(16)的内部设置有电路模块支架(3)、数据采集模块(4)、数据存储模块(5)和电源模块(6)，所述浮力调节舱(10)的外壁由自外向内依次设置的过滤网(17)、水溶膜(9)和水溶混合物(8)组成，所述浮力提供舱(11)的尾部设置有方向舵(12)和回收模块(13)；所述回收模块(13)中设置有指示灯和磁铁回收器；所述数据舱(16)靠近所述浮力调节舱(10)的一侧设置有数据舱舱盖(15)，所述数据舱舱盖(15)与所述浮力调节舱(10)之间设置有密封圈(7)，所述数据舱舱盖(15)与所述浮力提供舱(11)通过螺钉(14)固定连接，所述浮力提供舱(11)与所述数据舱舱盖(15)通过螺钉(14)固定连接。2.根据权利要求1所述的地热井自主测量装置，其特征是，所述水溶混合物(8)为nacl。3.一种地热井自主测量方法，其特征是，包括以下步骤：s1：投掷下潜：将如权利要求1所述的地热井自主测量装置的数据采集模块(4)开启后，投掷于井中，地热井自主测量装置由于整体重力大于浮力而自动下沉至井底；s2：浮力调节阶段：井底静置直至浮力调节舱(10)的水溶膜(9)溶解后，井下热水直接与水溶混合物(8)进行接触，水溶混合物(8)逐渐溶解的过程中，地热井自主测量装置自主上浮；s3：上浮阶段：在上浮阶段对地热资源数据进行二次测量，直至上浮至井水平面；s4：回收数据读取：观察回收模块(13)中的指示灯，判断地热井自主测量装置上浮至水面，然后将金属钻杆与磁铁回收器通过磁力连接，将地热井自主测量装置取出井口，读取数据。

技术总结
本发明提供了一种地热井自主测量装置，包括依次连接的数据舱、浮力调节舱和浮力提供舱，数据舱的外部设置有压力传感器、速度和温度传感器，数据舱的内部设置有电路模块支架、数据采集模块、数据存储模块和电源模块，浮力调节舱的外壁由自外向内依次设置的过滤网、水溶膜和水溶混合物组成，浮力提供舱的尾部设置有方向舵和回收模块；回收模块中设置有指示灯和磁铁回收器；数据舱靠近浮力调节舱的一侧设置有数据舱舱盖，数据舱舱盖与浮力调节舱之间设置有密封圈，数据舱舱盖与浮力提供舱通过螺钉固定连接，浮力提供舱与数据舱舱盖通过螺钉固定连接。本发明可以测量地热井深度较深处的数据。数据。数据。


技术研发人员：陈宝阔 赵娴 刘敏 赵赫 贺伯君 刘世忠 马延红
受保护的技术使用者：中材新材料装备科技（天津）有限公司
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2022/2/10