[发明专利]换热型水平井、换热型十字正交水平井工厂及施工方法

权利要求书

1.一种换热型水平井，其特征在于，包括依次开环连接的一开井段、二开井段和三开井段，所述一开井段包括第一竖直井段，所述二开井段包括与所述第一竖直井段的底部连通的第二竖直井段和与所述第二竖直井段的底部连通的造斜至水平井段，所述三开井段包括与所述造斜至水平井段连通的水平井段；所述第一竖直井段内设置有表层套管(1)，所述表层套管(1)、所述第二竖直井段和所述造斜至水平井段内设置有第一技术套管(2)，所述水平井段内设置有第二技术套管(3)，所述第一技术套管(2)与所述第二技术套管(3)连通，所述第二技术套管(3)远离所述第一技术套管(2)的一端密封，所述第二技术套管(3)为换热型技术套管；所述第一技术套管(2)和所述第二技术套管(3)内设置有中心管(4)，所述中心管(4)的外壁与所述第一技术套管(2)和所述第二技术套管(3)的内壁之间设置有间距，所述中心管(4)的一端与所述第二技术套管(3)的端部设置有间距，另一端伸出井口。

2.根据权利要求1所述的一种换热型水平井，其特征在于，所述表层套管(1)与所述第一竖直井段的井壁之间填充有加固材料(5)；所述第一技术套管(2)与所述表层套管(1)的内壁、所述第二竖直井段的井壁和所述造斜至水平井段的井壁之间均填充有加固材料(5)。

3.根据权利要求1所述的一种换热型水平井，其特征在于，所述中心管(4)上设置有隔热层。

4.根据权利要求1所述的一种换热型水平井，其特征在于，所述第一技术套管(2)与所述第二技术套管(3)的连接部位设置有密封器(6)。

5.根据权利要求1所述的一种换热型水平井，其特征在于，所述中心管(4)与所述第二技术套管(3)之间的环空位置设置有若干非密闭型扶正器(7)。

6.根据权利要求1所述的一种换热型水平井，其特征在于，所述第二技术套管(3)远离所述第一技术套管(2)的一端采用密封塞(8)密封。

7.一种换热型十字正交水平井工厂，其特征在于，包括四个如权利要求1～6任一项所述的换热型水平井，设定一假想圆柱，则四个所述换热型水平井的第一竖直井段和第二竖直井段沿所述假想圆柱的侧面周向均布分布，四个所述换热型水平井的造斜至水平井段和水平井段绕所述假想圆柱的中心线均布分布，且四个所述换热型水平井的造斜至水平井段和水平井段背离所述假想圆柱的中心线。

8.一种换热型水平井的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：钻穿地面表层核松散土层，钻遇稳定粘土层或基岩面以下，形成第一竖直井段，并在第一竖直井段中下入表层套管(1)；

步骤2：在表层套管(1)与所述第一竖直井段的井壁之间填充加固材料(5)，直至加固材料(5)反至地面；

步骤3：从所述第一竖直井段底部开始钻井，钻遇地下热储层中部位置，形成第二竖直井段和造斜至水平井段，并在所述第二竖直井段和造斜至水平井段中下入第一技术套管(2)；

步骤4：在所述第一技术套管(2)与所述表层套管(1)的内壁、所述第二竖直井段的井壁和所述造斜至水平井段的井壁之间填充加固材料(5)，直至加固材料(5)反至地面；

步骤5：从所述造斜至水平井段的井底部开始水平井段钻井，根据地下热储层厚度、热储量、温度及换热能效设计水平井段长度，完成水平井段钻进，并在所述水平井段内下入端部密封的第二技术套管(3)，所述第二技术套管(3)为换热型技术套管；

步骤6：在所述第一技术套管(2)和所述第二技术套管(3)内置入中心管(4)，所述中心管(4)的外壁与所述第一技术套管(2)和所述第二技术套管(3)的内壁之间设置有间距，所述中心管(4)的一端与所述第二技术套管(3)的端部设置有间距，另一端伸出井口。

9.根据权利要求8所述的一种换热型水平井的施工方法，其特征在于，步骤6中，在所述中心管(4)与所述第二技术套管(3)之间的环空位置加装若干非密闭型扶正器(7)。