[发明专利]高效开发利用干热岩完井装置及方法

说明书

一种高效开发利用干热岩完井装置及方法，包含一开套管、二开套管、环形弯曲导流器、绝热管、封隔器和抗高温水泥塞，所述二开套管的末端通过抗高温水泥塞进行封闭，所述二开套管包含依次设置的垂直段、水平段及连接垂直段和水平段的弧形过渡段，所述绝热管与二开套管形状相同且在二开套管内延伸，所述绝热管的末端延伸至抗高温水泥塞且后端设有绝热管孔眼，所述环形弯曲导流器套合于绝热管的外缘且从二开套管的垂直段延伸至绝热管的后端，所述封隔器位于环形弯曲导流器的末端和绝热管的绝热管孔眼前侧之间；由此，本发明能克服现有技术的缺陷，确保低成本且有效地将干热岩热量传递至地面加以利用，利用效率更高，利用效果更好。

技术领域

本发明涉及干热岩开发利用的技术领域，尤其涉及一种高效开发利用干热岩完井装置及方法。

背景技术

随着传统能源石油天然气与煤炭持续大量开发，其面临日趋枯竭，然而干热岩作为地热资源的一种储量丰富新型清洁可再生能源逐渐被关注。

目前，干热岩开发利用均是通过人工从地面注室温水到地下干热岩层，地面室温水充分吸收干热岩能量转换成高温水，携带地热能量的高温水流经相应通道返排到地面用于发电及取暖等。

现存开发利用干热岩钻完井方法可主要分为两类：一是在储存干热岩区块相距一定距离钻两口连通井，其呈U型状，然后对两口井的干热岩储层实施压裂工艺，最后选取一口井利用高压泵从地面注室温水到地下干热岩储层，从另外一口井返出携带地热能量的高温水，代表专利有《一种两井连通循环增强型地热系统完井方法》、专利公布号CN106640028A，该钻完井方法的实施需要钻取两口井及压裂施工致使干热岩开发利用复杂难度较大、成本较高、施工时所需面积比较大。另一类是在储存干热岩区块钻取一口大位移长水平井，采用单井循环开发利用干热岩，代表专利有《一种单井循环增强型地热系统完井方法》、专利公布号CN106894804A，该钻完井方法需要钻取大位移长水平井段目的在于以确保注入地面室温水能够充分吸取干热岩热量，然而大位移长水平段的钻取对于钻头、井底钻具组合等抗高温要求高，原因在于钻头、井底钻具组合等随着大位移水平段钻进长度增加，其处于高温环境时间增加，同时随着大位移水平段钻进长度增加，对于地面钻井设备要求严格，成本较高。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种高效开发利用干热岩完井装置及方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效开发利用干热岩完井装置及方法，能克服现有技术的缺陷，确保低成本且有效地将干热岩热量传递至地面加以利用，利用效率更高，利用效果更好。

为实现上述目的，本发明公开了一种高效开发利用干热岩完井装置，包含一开套管、二开套管、环形弯曲导流器、绝热管、封隔器和抗高温水泥塞，其特征在于：

所述二开套管的末端通过抗高温水泥塞进行封闭，所述二开套管包含依次设置的垂直段、水平段及连接垂直段和水平段的弧形过渡段，所述绝热管与二开套管形状相同且在二开套管内延伸，所述绝热管的末端延伸至抗高温水泥塞且后端设有绝热管孔眼，所述环形弯曲导流器套合于绝热管的外缘且从二开套管的垂直段延伸至绝热管的后端，所述封隔器位于环形弯曲导流器的末端和绝热管的绝热管孔眼前侧之间以将环形弯曲导流器和绝热管之间进行封隔。

其中：所述一开套管为常规套管，二开套管为传热抗高温套管。

其中：所述一开套管套设于二开套管垂直段的上端。

其中：所述环形弯曲导流器包含导流器垂直段、导流器水平段及位于中间的导流器弧形过渡段，所述导流器垂直段和导流器弧形过渡段为平滑的圆筒状结构，所述导流器水平段为螺旋状结构，所述螺旋状结构为圆筒的周缘向外凸出以形成螺旋状凸起。

其中：所述螺旋状结构的螺旋状凸起的截面为半圆形，其直径与相邻螺旋状凸起的距离相等，所述螺旋状凸起的外缘顶端与二开套管内壁之间的距离为其直径的1/3至1/4。