CN221074182U - 一种中深层地热地埋管换热井用井口装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种中深层地热地埋管换热井井口装置，包括支撑座管、内管补心、光缆穿越机构和转换接头，支撑座管一侧设置有支撑座管侧弯管，支撑座管顶部同轴连通设置有内管补心，内管补心上开设有安装孔，安装孔与支撑座管内腔体连通，安装孔内穿设有测温光缆穿越机构。测温光缆穿越机构包括卡套接头本体、卡套组件和压紧螺母。本实用新型通过在支撑座管侧壁上设置支撑座管侧弯管，降低了热媒对设置在支撑座管内的内管的侧向冲刷，能够有效减小注入阻力和对内管的扰动，通过设置测温光缆穿越机构保证了光缆从井口装置内引出过程中的密封和可靠导引，不会因使用光缆穿越引出而导致热媒泄漏，并且避免现场采用电气焊密封技术导致的高温损伤光缆。

Description

一种中深层地热地埋管换热井用井口装置

技术领域

本实用新型涉及地热能开发管道领域，具体涉及一种中深层地热地埋管换热井用井口装置。

背景技术

中深层地热能开发利用作为地热能新型主流技术，中深层地热能主要指地下200m到3000m之间地层所蕴含的地热资源，地热温度一般在50℃以上，地下2000m以深岩体温度可达70℃且温度稳定，因此中深层地热具有较好的供热效果，发展潜力巨大。随着技术进步并提高换热效率，目前导热系数小于0.02w/m·K、耐压强度大于35MPa、可长期在温度大于150℃的中深层地热井中使用的高真空金属内管正大规模推广使用，但悬挂安装于地热井内的高真空金属内管比常用的PE管、PE-RT管、PPH管等非金属内管重量要大得多，随着地热井井深越来越深，总重甚至超过150吨，现有的地热井井口装置在结构设计和材料选择上均无法满足要求。此外，为了对中深层地热井的换热效率及地层的热物性进行长期监测研究，还要随管在整井中下放安装测温光缆。但是，现有技术中，井口装置相关部件间大都通过电焊连接，而现场电焊作业产生的高温可能对测温光缆造成损伤，且光缆在套管中未能有效固定，在热媒的长期冲击下容易产生疲劳损伤影响光缆使用的寿命，最终影响数据监测的精度。

综上所述，亟需开发一种结构合理、抗压强度高、现场安装简单、密封性能良好、能够在套管中对光缆实现有效密封固定的井口装置。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型提供一种中深层地热地埋管换热井井口装置，以解决现有技术中存在的井口装置承重量小、密封性能差、光缆在套管中无法有效密封固定的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：

一种中深层地热地埋管换热井井口装置，包括支撑座管，所述支撑座管一侧设置有支撑座管侧弯管，支撑座管顶部同轴连通设置有内管补心，所述内管补心上开设有安装孔，所述安装孔与支撑座管的内腔体连通，所述安装孔内穿设有测温光缆穿越机构。

本实用新型还具有以下技术特征：

具体的，所述测温光缆穿越机构用于夹持测温光缆，包括卡套接头本体，卡套组件和压紧螺母，所述卡套接头本体内设置有第一中心通孔，所述卡套接头本体上端外壁上设有第一外螺纹，所述压紧螺母内设置有第二中心通孔，且压紧螺母内壁上设有第一内螺纹，所述第一内螺纹与所述第一外螺纹能够配合连接；

所述卡套组件包括设置有第三中心通孔的第一卡套和设置有第四中心通孔的第二卡套，所述第一卡套的外壁上设有第一锥形面，所述卡套接头本体上端内壁上设有第二锥形面，所述第一锥形面和所述第二锥形面通过挤压配合连接，所述第一卡套的内壁上设置有第三锥形面，所述第二卡套的外壁上设有第四锥形面，所述第三锥形面和所述第四锥形面通过挤压配合连接；

所述第一中心通孔、第二中心通孔、第一中心通孔和第二中心通孔连通后构成测温光缆穿越通道。

更进一步的，所述卡套接头本体的下端设置有锥形段，所述锥形段能够与所述安装孔的上端密封连接。

更进一步的，所述内管补心内壁上方内凹形成限位槽，所述限位槽内设置有第一密封垫圈。

更进一步的，所述内管补心包括一体化连接设置的柱形段和锥形段，所述支撑座管上端内壁上设置有第五锥形面，所述锥形段外壁上设置有第六锥形面，所述第五锥形面和所述第六锥形面通过挤压配合连接。

更进一步的，所述柱形段与所述支撑座管上端面之间设置有第二密封垫圈，所述第二密封垫圈嵌设于支撑座管顶面上开设的密封槽内。

更进一步的，所述安装孔倾斜设置。

更进一步的，所述支撑座管底部连接有支撑转换接头。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型能结构合理、强度高，密封性能好；通过在支撑座管侧壁上设置支撑座管侧弯管，高热媒流经流动阻力小，降低了热媒对设置在支撑座管内的内管的侧向冲刷，能够有效减小注入阻力和对内管的扰动；通过内管补心及其上下端面的密封结构，使内管串可以在井口装置上直接同轴对中安装并实现自动压紧密封，避免的电气焊连接导致的高温对测温光缆造成损伤，同时，由于内管补心与支撑管座密封连接，所以能对内管起到很好的支撑作用；通过设置测温光缆穿越机构保证了光缆可以在井口装置内顺利引出并且密封可靠，确保在热媒循环过程中，不会因使用光缆导致热媒泄漏；本实用新型结构简单，使用方便，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的测温光缆穿越机构结构示意图；

图3为本实用新型的内管补心结构示意图。

附图标记含义：

1-支撑座管，2-内管补心，3-测温光缆穿越机构，4-支撑转换接头，5-支撑座管侧弯管，6-第一密封垫圈，7-第二密封垫圈；21-安装孔，22-柱形段，23-锥形段；31-卡套接头本体，32-卡套组件，33-压紧螺母；321-第一卡套，322-第二卡套。

具体实施方式

应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

需要说明的是，如无特殊说明，本实用新型所用的零件均为市售可得。

本实用新型所用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。本实用新型中的前，后如图1所示描述。

此外，术语“第一”、“第二”等序数词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例提供了一种中深层地热地埋管换热井井口装置，包括支撑座管1，支撑座管1一侧设置有支撑座管侧弯管8，支撑座管侧弯管8作为热媒通道，对设置在支撑座管1内的内管的侧向冲刷小，能够有效减小注入阻力和对内管的扰动。

支撑座管1顶部同轴连通设置有内管补心2，内管补心2上开设有安装孔21，安装孔21与支撑座管1内腔体连通，安装孔21内穿设有测温光缆穿越机构3。内管补心2为低合金高强度钢材质，主要起承重、定位和固定作用。设置在支撑座管1中的内管串整体需要借助管箍悬挂在内管补心2上。

本实施例中，支撑座管1为异型三通低合金高强度钢管，

作为本实施例的一种优选方案，测温光缆穿越机构3用于夹持测温光缆，包括卡套接头本体31，卡套组件32和压紧螺母33，卡套接头本体31内设置有第一中心通孔，卡套接头本体31上端外壁上设有第一外螺纹，压紧螺母33内设置有第二中心通孔，且压紧螺母33内壁上设有第一内螺纹，第一内螺纹与第一外螺纹能够配合连接；

卡套组件32包括设置有第三中心通孔的第一卡套321和设置有第四中心通孔的第二卡套322；第一中心通孔、第二中心通孔、第三中心通孔和第四中心通孔连通后构成测温光缆穿越通道。第一卡套321的外壁上设有第一锥形面，卡套接头本体31上端内壁上设有第二锥形面，第一锥形面和第二锥形面通过挤压配合连接，第一卡套321的内壁上设置有第三锥形面，第二卡套322的外壁上设有第四锥形面，第三锥形面和第四锥形面通过挤压配合连接，通过压紧螺母33与卡套接头本体31通过螺纹连接后，会压紧第一卡套321和第二卡套322，对测温光缆形成密封夹持。

作为本实施例的一种优选方案，卡套接头本体31的下端设置有锥形段，锥形段能够与安装孔21的上端密封连接。本实施例中，锥形段与安装孔21的上端可以通过间隙配合实现密封连接。

作为本实施例的一种优选方案，内管补心2内壁上方内凹形成限位槽，限位槽内设置有第一密封垫圈6，第一密封垫圈6为耐高温高压抗老化的软金属材质密封垫圈。

作为本实施例的一种优选方案，内管补心2包括一体化连接设置的柱形段22和锥形段23，支撑座管1上端内壁上设置有第五锥形面，锥形段23外壁上设置有第六锥形面，第五锥形面和第六锥形面通过挤压配合连接，以实现支撑座管1与内管补心2的紧密配合，并保证管件连接间的强度、同轴度、稳定性和严密性。

作为本实施例的一种优选方案，柱形段22与支撑座管1上端面之间设置有第二密封垫圈7，第二密封垫圈7嵌设于支撑座管顶面上开设的密封槽内，以确保在内管串的重量下，内管补心2和支撑座管1能够密封连接，在装置正常运行的情况下热媒不出现泄漏。第二密封垫圈7为耐高温高压抗老化的软金属材质密封垫圈。

作为本实施例的一种优选方案，安装孔21倾斜设置。

作为本实施例的一种优选方案，支撑座管1底部通过螺栓4连接支撑转换接头5。

本实用新型在使用时，首先，借助连接法兰完成支撑座管1支撑转换接头4的连接，连接法兰之间通过螺栓连接。然后，在最后一根内管入井前将内管补心2套穿于内管管体上，并随管下放入井，同轴安装在支撑座管1上，穿入安装孔21的测温光缆穿入卡套接头本体31，再将卡套接头本体2螺纹连接入安装孔，实现锥形段与安装孔21上端密封连接，在测温光缆端部依次套穿上第一卡套322、第二卡套321和压紧螺母33，然后拧紧压紧螺母33，通过各锥面之间的配合，使测温光缆76微变形并进行高压压紧密封。

上述实施过程仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种中深层地热地埋管换热井用井口装置，包括支撑座管(1)，其特征在于，所述支撑座管(1)一侧设置有支撑座管侧弯管(5)，支撑座管(1)顶部同轴连通设置有内管补心(2)，所述内管补心(2)上开设有安装孔(21)，所述安装孔(21)与支撑座管(1)内腔体连通，所述安装孔(21)内穿设有测温光缆穿越机构(3)。

2.如权利要求1所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述测温光缆穿越机构(3)用于夹持测温光缆，包括卡套接头本体(31)，卡套组件(32)和压紧螺母(33)，所述卡套接头本体(31)内设置有第一中心通孔，所述卡套接头本体(31)上端外壁上设有第一外螺纹，所述压紧螺母(33)内设置有第二中心通孔，且压紧螺母(33)内壁上设有第一内螺纹，所述第一内螺纹与所述第一外螺纹能够配合连接；

所述卡套组件(32)包括设置有第三中心通孔的第一卡套(321)和设置有第四中心通孔的第二卡套(322)，所述第一卡套(321)的外壁上设有第一锥形面，所述卡套接头本体(31)上端内壁上设有第二锥形面，所述第一锥形面和所述第二锥形面通过挤压配合连接，所述第一卡套(321)的内壁上设置有第三锥形面，所述第二卡套(322)的外壁上设有第四锥形面，所述第三锥形面和所述第四锥形面通过挤压配合连接；

所述第一中心通孔、第二中心通孔、第一中心通孔和第二中心通孔连通后构成测温光缆穿越通道。

3.如权利要求2所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述卡套接头本体(31)的下端设置有锥形段，所述锥形段能够与所述安装孔(21)的上端采用锥管螺纹密封连接。

4.如权利要求1所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述内管补心(2)内壁上方内凹形成限位槽，所述限位槽内设置有第一密封垫圈(6)。

5.如权利要求1所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述内管补心(2)包括一体化连接设置的柱形段(22)和锥形段(23)，所述支撑座管(1)上端内壁上设置有第五锥形面，所述锥形段(23)外壁上设置有第六锥形面，所述第五锥形面和所述第六锥形面通过挤压配合连接。

6.如权利要求5所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述柱形段(22)与所述支撑座管(1)上端面之间设置有第二密封垫圈(7)，所述第二密封垫圈(7)嵌设于支撑座管(1)顶面上开设的密封槽内。

7.如权利要求1所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述安装孔(21)倾斜设置。

8.如权利要求1所述的中深层地热地埋管换热井用井口装置，其特征在于，所述支撑座管(1)下方连接有支撑转换接头(4)。