[发明专利]一种弯折型地热井

说明书

本发明提供了一种弯折型地热井，该弯折型地热井包括：竖直井段和弯折井段；其中，弯折井段设置在竖直井段下方且至少部分位于采热目标岩层内，竖直井段和弯折井段呈夹角设置且相连通以形成地热井本体；地热井本体内沿其内壁设有固井套管，固井套管沿地热井本体的长度方向延伸；固井套管内沿其长度方向设有取热管，并且，取热管与固井套管的内壁之间间隔设置。本发明通过与竖直井段呈夹角设置的弯折井段，增大了单位高度内地热井本体与四周岩层的接触面积，以增大采热目标岩层处取热面积，增大换热介质与四周岩层的换热面积，提升了单位投资的取热量，从而解决了取热量和投资之间的矛盾。

技术领域

本发明涉及新能源与节能环保技术领域，具体而言，涉及一种弯折型地热井。

背景技术

我国地域宽广，横跨多个气候带。在快速的经济社会发展中，随着人民对美好生活的追求越来越高，供热成为一个重要能源利用方向。供热的方式主要分为集中式供热和分布式供热。集中式供热一般指采用热电厂对一个较大的区域进行集中供热的方法，主要采用的一次能源是煤炭，但是随着我国环保形势的日益紧张，这种采用热电厂燃煤锅炉采暖的方式会排放大量的烟气，污染环境，使环境保护承压。另一种常见的方式分布式供热，当前在我国“煤改气、煤改电”的统一指挥下，很多城市普遍采用的分布式供热的热源一般有燃气锅炉、燃气壁挂炉和电空气源热泵，然而这些技术在运行过程中暴露出了许多的问题。第一个问题是运行费用高，煤改后采暖运行费由单平米二十多元猛增至三十多至六十多元。以燃气壁挂炉为例，普遍运行费在40~50多元。集中供暖的燃气锅炉采暖费也在三十多元。因此在这种现实情况下，采用地热能作为供暖一次热源就是一种既环境友好而且运行费用还比较低的一种技术。

地热能可分为浅层地热能、中深层地热能和深层地热能三大类型。

目前广泛应用，技术成熟的U型地埋管地源热泵，属于浅层地热能应用，深度一般在100~300m深，出水温度一般在10℃以下。中深层地热能，深度一般在500~4000m，地温一般在100℃以内，出水温度一般15~60℃，作为建筑供暖的能源，可以结合热泵提高效率予以利用，，也可以直接供暖应用，运行费用更低。干热岩发电技术，属于深层地热能应用，深度一般在5000m以上，出水温度在100℃以上。受地质条件限制明显。

中深层地热的利用方式一般有两种形式，其一是垂直单井，另一种是U型双井。其中垂直单井是指中深层地热的垂直单井取热器，一般采用套管形式，投资相对双井方式较小，施工方便，隔热良好，取热量不高，平均单井一般供热能力能够达到10000-15000㎡，平均每平方米的初期投资达到180元以上。U型双井采用双井连通的方式进行采热，取热量大，平均单井供热可以达到20000㎡以上，但是这种方式投资较大，一般投资为单井的接近两倍。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种弯折型地热井，旨在解决现有地热取热中垂直单井取热量低而U型双井投资高成本高导致取热量和投资之间存在矛盾的问题。

本发明提出了一种弯折型地热井，该弯折型地热井包括：竖直井段和弯折井段；其中，所述弯折井段设置在所述竖直井段下方且至少部分位于采热目标岩层内，所述竖直井段和所述弯折井段呈夹角设置且相连通以形成地热井本体；所述地热井本体内沿其内壁设有固井套管，所述固井套管沿所述地热井本体的长度方向延伸；所述固井套管内沿其长度方向设有取热管，并且，所述取热管与所述固井套管的内壁之间间隔设置，以使所述取热管与所述固井套管之间形成环形通道，换热介质在所述环形通道流动且与所述地热井本体四周的岩层进行换热，并在自所述取热管的入口端流动至所述取热管内，以沿所述取热管抽至地面进行供暖。

进一步地，上述弯折型地热井，所述取热管沿所述固井套管的长度方向分为若干段，包括：用以减缓内外换热介质换热的保温管、用以促使内外换热介质换热的换热管，并且，所述换热管设置在所述保温管的下方且与所述保温管相连通。

进一步地，上述弯折型地热井，所述换热管上设有强化换热件，用以强化所述换热管内外换热介质之间的换热。