[发明专利]一种地热井双层套管换热装置

说明书

本发明涉及地热换热技术领域，且公开了一种地热井双层套管换热装置，包括外套管、内套管，所述外套管的内部固定套设有内套管，所述外套管的内部固定安装有导流环，所述内套管的外侧固定安装有锥形盘。本发明通过内外套管之间设置锥形盘转筒将水流下方的水蒸气引导到内套管中，来减轻水流向下流动时的水蒸气阻力，利用锥形盘的形状以及外部的绞龙导流片引导水流，为水流旋流形成之前增加初始速度，加快水流转动速度，同时利用进风反向相反的内外扇叶，分别引导气流以及水流，使得中部的向上升的水流在内扇叶的作用下，通过进气孔排到内套管内部，来避免水流下方水蒸气增多聚集，减缓蒸汽阻力，减轻外套管水泵下泵阻力，提高水流换热效率。

技术领域

本发明涉及地热换热技术领域，具体为一种地热井双层套管换热装置。

背景技术

为了将清洁环保的地热能源供给建筑采暖，现有中深层的采暖设备多是使用双层套管，用于换热的冷水从外套管以及内套管之间的间隙向下流动，然后经过高温的地下换热，变成带有一定热能的水，从内套管中向上流动，由于井深在500-4000米之间，因此用于换热的水介质在地下偏上区域时，是液体状态，当井深过深时，此时换热水介质会发生形态的变化，由液态变成气态，由于带有一定热量的水蒸气向上流动，此时水流向下流动，而水蒸气向上流动，水流与水蒸气之间形成冲击力，该冲击力会增加水泵的输水能耗，减缓向下流的水流速度，并且随着上方水流的增多，下方的水蒸气量增大，使得的气压增大，导致向上的蒸气阻力越来越大，增加了外套管水泵的向下泵水阻力，上方水流无法下流会减缓水流的换热效率。

发明内容

针对背景技术中提出的现有中深层地热换热套管在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种地热井双层套管换热装置，具备减小蒸气阻力/减小外套管水泵泵水阻力、提高换热效率的优点，解决了上述背景技术中提出的关于水介质气化导致水流下流阻力增大带来的换热效率降低以及泵水阻力增大的问题。

本发明提供如下技术方案：一种地热井双层套管换热装置，包括外套管、内套管，所述外套管的内部固定套设有内套管，所述外套管的内部固定安装有导流环，所述内套管的外侧固定安装有锥形盘，所述锥形盘的上端与导流环的底端在同一水平线，所述锥形盘的外侧固定安装有绞龙导流片，所述锥形盘的内部中空，且锥形盘的上端半径小于下端，所述内套管位于锥形盘的内部开设有进气孔，所述锥形盘的底端活动安装有转筒，所述转筒的外侧安装有外扇叶，所述转筒的外部安装有内扇叶，所述外扇叶、内扇叶均为轴流式叶轮，所述外扇叶的进风面朝向靠近锥形盘所在方向，所述内扇叶的进风面朝向远离锥形盘的方向，所述转筒的底部固定安装有连接卡环，所述连接卡环与内套管之间滑动安装，所述外套管的内部设有螺纹槽，所述螺纹槽的位置位于锥形盘的下方。

优选的，所述转筒为上下端开口且内部中的圆柱体，所述转筒包括筒壁，所述筒壁的顶部固定连接有远离筒壁圆心的外环，所述外环位于锥形盘的底部侧壁中，所述外环的上下侧壁中安装有滚珠，所述外环与锥形盘的侧壁之间存有间隙，所述锥形盘上开设有圆环形的槽道用于滚珠的滑动。

优选的，所述连接卡环括连接杆，所述连接杆的一端与转筒的内部侧壁之间固定安装，所述连接杆的另一端与卡位环的外侧壁固定安装，所述卡位环的上下侧壁安装有限位卡环，所述限位卡环与卡位环的外侧壁为流线型，减小水流流动的阻力，便于水流平缓流过。

优选的，所述限位卡环的形状侧剖图与树叶相同，所述限位卡环的两侧均为流线型，所述限位卡环的两侧凸峰与轴心线之间的距离分别为R1、R2，所述R1的长度大于R2的长度，所述R1所在的一侧背离转筒的周向旋转的顺时针方向，所述R2所在的一侧朝向转筒的周向旋转的逆时针反向。

优选的，所述锥形盘、螺纹槽的对水流的引导方向为顺时针方向。

本发明具备以下有益效果：