[发明专利]U型管换热闭式循环井下热电发电系统及方法

摘要

本发明涉及一种U型管换热闭式循环井下热电发电系统及方法。系统包括井筒、流体循环模块和电能外输模块。井筒包括套管、油管、热电发电模块、冷流体注入管和U型管换热器。套管位于生产层的部分上设有射孔段。套管内壁与热电发电模块外壁之间的空间形成油套环空流动通道。油管内部空间形成油管流动通道。冷流体注入管设置在油套环空流动通道内或油管流动通道内。流体循环模块包括冷流体注入管线、冷流体注入泵、冷流体流出管线、冷流体储存容器、冷流体流入管线、热流体利用模块、油套环空返出流体流动管线和油管返出流体流动管线。本发明能实现取热发电不取水、提供稳定的电能供给，且不会影响换热流体的后续利用。

主权项

1.U型管换热闭式循环井下热电发电系统，其特征在于，包括：井筒、流体循环模块和电能外输模块；所述井筒包括自上向下依次钻穿生产层上覆地层和生产层的套管、嵌入设置在套管内的油管、设置在油管外壁上的热电发电模块、冷流体注入管和嵌入设置在位于生产层范围内的套管中的U型管换热器；所述套管位于生产层的部分上设有射孔段；所述油管的顶部与套管的顶部平齐，底部位于生产层上覆地层与生产层的交界处；所述油管的下端外侧通过穿越封隔器坐封在套管内壁上，油管的底部内侧设有贯穿式油管堵头；所述热电发电模块设置在位于穿越封隔器上方的油管上，且热电发电模块通过驳接线缆与电能外输模块相连；所述套管内壁与热电发电模块外壁之间的空间形成油套环空流动通道；所述油管内部空间形成油管流动通道；所述冷流体注入管设置在油套环空流动通道内或油管流动通道内；所述冷流体注入管内设有位于生产层上覆地层范围内的井下分流器；当冷流体注入管位于油套环空流动通道内时，冷流体注入管的下端贯穿安装在穿越封隔器中后与U型管换热器的一端相连，U型管换热器的另一端安装在贯穿式油管堵头中，且U型管换热器的内腔分别与冷流体注入管和油管流动通道相连通；当冷流体注入管位于油管流动通道内时，冷流体注入管的下端与U型管换热器的一端相连，U型管换热器的另一端贯穿安装在穿越封隔器中，且U型管换热器的内腔分别与冷流体注入管和油套环空流动通道相连通；所述流体循环模块包括冷流体注入管线、冷流体注入泵、冷流体流出管线、冷流体储存容器、冷流体流入管线、热流体利用模块、油套环空返出流体流动管线和油管返出流体流动管线；所述冷流体注入泵的出口通过冷流体注入管线与冷流体注入管的上端开口相连，冷流体注入泵的入口通过冷流体流出管线与冷流体储存容器的出口相连；所述冷流体储存容器的入口通过冷流体流入管线与热流体利用模块的出口相连；所述热流体利用模块的入口通过油管返出流体流动管线与油管流动通道相连，热流体利用模块的入口还通过油套环空返出流体流动管线与油套环空流动通道相连。