[实用新型]双循环取热不取水地热管柱

说明书

本发明公开了一种双循环取热不取水地热管柱，包括套管、内管、中心管、连接内管和防砂管。内管和中心管均位于套管内并通过第一封隔器与套管固定，内管的下端设有内换热器；中心管与内管形成与内换热器出口连接的换热介质返出腔；连接内管设置在内管下方通过第二封隔器与套管固定，连接内管的上端设有外换热器，外换热器套设在内换热器外部且出口通过注水孔与注入层连通，外换热器的入口与连接内管上端连接；防砂管设置在连接内管的下方与连接内管之间通过电泵连接，防砂管的入口通过采出孔与采出层连通。本发明通过地层内部流体流动增强了地层热对流，两个循环独立运行，只进行热量的交换，换热效率高，无腐蚀结垢，实现了取热不取地层水。

技术领域

本发明涉及地热开采技术领域，具体涉及一种双循环取热不取水地热管柱。

背景技术

地热能泛指地球能够释放的热能，是绿色、清洁能源，火山喷发、地表温泉、高温或中温的地下水都表明地球内部蕴含有巨大的热能。地热能储存于地下，不受气候条件的影响，既可作为基本负荷能，也可作为峰值负荷能使用，具有成本低、占地少、稳定性好等特点，相对于其他可再生能源更有发展潜力。

目前，中深层地热资源主要采用采灌式水热开采技术，存在一定的缺陷。采灌式水热开采需同时配套采水井及回灌井，打井需两口以上，开发成本高；现政策要求采出水完全回灌，部分地区采用加压回灌方式经济效益差；由于地热水普遍矿化度较高，开采及换热过程中易结垢，对井内管柱及地面管线、设备也有腐蚀作用；勘探开发过程中，由于对热储层认识不清，地热井钻出“干井”的情况时有发生。

针对上述问题，出现了封闭井筒换热技术（也叫无干扰换热技术）该技术井筒密封，液体在全密闭系统内循环。具有不采地下水，无腐蚀结垢和回灌等特点，不受地域限制，占地面积小等优点。但该技术由于井筒全封闭，与地层不接触，没有增强地层热传递的措施，导致换热量较低，限制了其推广前景。如何在取热不取水的前提下提高管柱的取热能力是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种双循环取热不取水地热管柱。通过地层内部流体流动增强了地层热对流，将地层热量源源不断带入内换热器的换热介质中并循环将井底的热量带至地面上来，两个循环独立运行，只进行热量的交换，换热效率高，无腐蚀结垢，实现了取热不取地层水。

本发明的技术方案是：双循环取热不取水地热管柱，包括：

套管，所述套管上由上至下依次设有与注入层连通的注水孔和与采出层连通的采出孔；

内管，所述内管位于套管内并通过第一封隔器与套管内壁固定连接，且所述内管的下端设有内换热器；

中心管，所述中心管位于内管内并与内管的内壁形成换热介质返出腔，所述内换热器的入口与中心管的下端开口连接，所述内换热器的出口与换热介质返出腔连接；

连接内管，所述连接内管设置在内管下方且通过第二封隔器与套管内壁固定连接，所述连接内管的上端设有外换热器，所述外换热器套设在内换热器外部且出口通过注水孔与注入层连通，所述外换热器的入口与连接内管上端连接；

防砂管，所述防砂管设置在连接内管的下方，且防砂管与连接内管之间通过电泵连接，所述防砂管的入口通过采出孔与采出层连通。

优选地，所述第一封隔器和第二封隔器均为过电缆封隔器，所述电泵通过井下电缆与上部电源连接。

优选地，所述套管内位于第一封隔器和第二封隔器之间形成与注入层连通的冷水返出腔，所述外换热器位于冷水返出腔内，所述套管内位于第二封隔器与套管底部形成与采出层连通的热水进入腔，所述防砂管位于热水进入腔内。

优选地，所述防砂管的下端连接有丝堵。

优选地，所述套管、内管、中心管、连接内管和防砂管同轴设置。