CN211668052U - 一种地热井及中深层地热换热*** - Google Patents

一种地热井及中深层地热换热*** Download PDF

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翟丽娟
李振兴
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The second hydrogeological team of China General Administration of coal geology
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Abstract

本实用新型公开一种地热井及中深层地热换热***，地热井包括换热井和出水井，所述出水井竖向设置，且所述出水井的下端延伸至地下岩层内，所述换热井水平设置在岩层内，且其一端与所述出水井的下端连通，其另一端向上弯折并贯穿地表，所述出水井的上端用以连通换热器的进水口，所述换热井的上端用以连通所述换热器的出水口。本实用新型所述换热井的水平井段增大了其与岩层的接触面积，有利于提高其内部循环水与岩层充分换热，避免地热流体在地热井中流动造成的腐蚀，有利于延长地热井的使用寿命。

Description

一种地热井及中深层地热换热***
技术领域
本实用新型涉及地热技术领域，特别涉及一种地热井及中深层地热换热***。
背景技术
燃煤取暖导致我国北方地区冬季出现了长时间大范围的雾霾天气，因此大力推动北方地区冬季清洁取暖刻不容缓。中国地热资源分布广泛，是一种可再生能源，具有储量丰富、清洁、开发潜力大和直接利用等优点，地热能供热可以减少大规模燃煤，减轻天然气供暖造成的保供和价格的双重压力、轻冬天北方雾霾的恶劣天气，无疑是目前冬季清洁取暖的良好解决方案。
传统的中深层地热通过抽采地热流体与地源热泵机组换热后回灌，且地热流体腐蚀性较高，中深层地热供暖面临着回灌困难、结垢腐蚀、地热井水量小的难题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供地热井及中深层地热换热***，采用的技术方案为：
一种地热井，包括换热井和出水井，所述出水井竖向设置，且所述出水井的下端延伸至地下岩层内，所述换热井水平设置在岩层内，且其一端与所述出水井的下端连通，其另一端向上弯折并贯穿地表，所述出水井的上端用以连通换热器的进水口，所述换热井的上端用以连通所述换热器的出水口。
优选地，所述换热井设有多个，多个所述换热井围设在所述出水井周围，且多个所述换热井的下端均与所述出水井的下端连通，其上端用以与同一个所述换热器的出水口连通。
优选地，所述出水井的井深为1500-3000m，所述换热井的井深为1510-5000m，其水平井段的长度为10-2000m。
优选地，还包括对接室，所述对接室设置在岩层中且位于所述出水井的下方，所述出水井的下端与所述对接室的上端连通，多个所述换热井的下端分别与所述对接室连通。
优选地，所述对接室呈圆柱体形。
优选地，所述对接室的直径为200mm-50000m，高度为200mm-10000mm。
优选地，所述出水井的外侧壁设有保温层。
本实用新型所述换热井的水平井段增大了其与岩层的接触面积，有利于提高其内部循环水与岩层充分换热，避免地热流体在地热井中流动造成的腐蚀，有利于延长地热井的使用寿命。
一种中深层地热换热***，包括上述地热井，所述地热井内注入有循环水，还包括设置在地面的换热器，所述出水井的上端与所述换热器的进水口连通，所述换热器的出水口与所述换热井的上端连通。
本实用新型所述中深层地热换热***利用循环水充分获取地热后与地源热泵机组换热，提高地热井提取的地热，且循环水在地热井中循环流动量大，换热量大，有利于为更多的建筑物供热。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述地热井的侧视图；
图2为本实用新型实施例所述地热井的俯视图；
图3为本实用新型实施例所述换热***的结构示意图。
附图标记的具体含义为：
1、换热井；2、出水井；3、对接室；4、换热器。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1-2，提出本实用新型的的一实施例，本实施例所述地热井包括换热井1和出水井2，所述出水井2竖向设置，且所述出水井2的下端延伸至地下岩层内，所述换热井1水平设置在岩层内，且其一端与所述出水井2的下端连通，其另一端向上弯折并贯穿地表，所述出水井2的上端用以连通换热器的进水口，所述换热井1的上端用以连通所述换热器的出水口。
所述地热井内装有循环水，循环水经过所述换热井1下流至其水平井段，并经过换热井1的水平井段后流入出水井2中，以使循环水在换热井1的水平井段中流动时与高温围岩充分换热后流入出水井2中，所述出水井2中的循环水经提升后流入地源热泵机组的蒸发器外循环盘管内，并与蒸发器换热后循环流入所述换热井内。
本实施例所述换热井1的水平井段增大了其与围岩的接触面积，有利于使其内部的循环水与岩层充分换热，同时，循环水在所述地热井内流动，避免地热流体在地热井中流动造成的腐蚀，有利于延长地热井的使用寿命。
其中，所述出水井2的井深为1500-3000m，所述换热井1的井深为1510-5000m，其水平井段的长度为10-2000m，以使所述出水井2的深度、所述换热井1的井深和所述换热井1水平井段的长度满足不同地点的不同地热地质条件以及井底温度和用户需求。
所述出水井2侧壁设有保温层，保温层减少所述出水井2与温度较低的围岩换热，避免所述出水井2内的循环水的水温降低。
如图3所示，本实施例根据上述地热井提出一种中深层地热换热***，所述中深层地热换热***包括上述地热井，所述地热井内注入有循环水，还包括设置在地面的换热器4，所述出水井2的上端与所述换热器4的进水口连通，所述换热器4的出水口与所述换热井1的上端连通。
向所述地热井内注入循环水，利用循环水充分获取地热后与地源热泵机组换热，提高地热井提取的地热，且循环水在地热井中循环流动量大，换热量大，有利于为更多的建筑物供热；所述换热***占地面积小，可在施工场地较小的城区进行施工。
优选地，所述换热井1设有多个，多个所述换热井1围设在所述出水井2的周围，且多个所述换热井1的下端分别与所述出水井2的下端连通，多个所述换热井1的上端分别与所述换热器的出水口连通。
在换热***施工时，可根据实际需求设计换热井1的数量，一个所述出水井2对接多个所述换热井1，以使多个所述换热井1从不同的地点获取地热后汇集到所述出水井，保证所述出水井2出水的温度。
优选地，还包括对接室3，所述对接室3设置在岩层中且位于所述出水井2的下方，所述出水井2的下端与所述对接室3的上端连通，多个所述换热井1的下端分别与所述对接室3连通。
所述对接室3一方面便于多个所述换热井1与所述对接室3对接的施工，另一方面，多个所述换热井1中的循环水流入所述对接室3内缓冲后通过出水井2流出，保证所述换热***循环水的处理量，保证换热***的运行的稳定性，换热***循环水的处理量增大，有利于为更多建筑物供热，所述对接室3设置在岩层中，对接室3与岩层换热，提高换热***的换热量，有利于为更多的建筑物供热；且流入对接室3内且温度较低的循环水与在对接室3内混合均匀，保证所述出水井2出水温度的稳定性。
所述对接室3呈圆柱体形，有利于换热井1与对接室3的对接。
其中，所述对接室3的直径为200mm-50000m，高度为200mm-10000mm，以使对接室3的直径以及高度的大小满足不同地热地质条件、不同出水量的要求。
为保证所述地热换热***的使用寿命，所述对接室3需做防漏、防渗处理。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地热井，其特征在于，包括换热井(1)、出水井(2)和对接室(3)，所述出水井(2)竖向设置，且所述出水井(2)的下端延伸至地下岩层内，所述换热井(1)水平设置在岩层内，且其一端与所述出水井(2)的下端连通，其另一端向上弯折并贯穿地表，所述出水井(2)的上端用以连通换热器的进水口，所述换热井(1)的上端用以连通所述换热器的出水口，所述换热井(1)设有多个，且多个所述换热井(1)围设在所述出水井(2)周围，多个所述换热井(1)的下端均与所述出水井(2)的下端连通，其上端用以与同一个所述换热器的出水口连通，所述对接室(3)设置在岩层中且位于所述出水井(2)的下方，所述出水井(2)的下端与所述对接室(3)的上端连通，多个所述换热井(1)的下端分别与所述对接室(3)连通。
2.根据权利要求1所述的地热井，其特征在于，所述出水井(2)的井深为1500-3000m，所述换热井(1)的井深为1510-5000m，其水平井段的长度为10-2000m。
3.根据权利要求1所述的地热井，其特征在于，所述对接室(3)呈圆柱体形。
4.根据权利要求3所述的地热井，其特征在于，所述对接室(3)的直径为200mm-50000m，高度为200mm-10000mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的地热井，其特征在于，所述出水井(2)的外侧壁设有保温层。
6.一种中深层地热换热***，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的地热井，所述地热井内注入有循环水，还包括设置在地面的换热器(4)，所述出水井(2)的井口与所述换热器(4)的进水口连通，所述换热器(4)的出水口与所述换热井(1)的进口连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023019292A1 (en) * 2021-08-20 2023-02-23 Good Water Energy Ltd Multi-well geothermal syphoning system

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