基于基巖地質的地熱井制造技術

本發明專利技術提供了一種基于基巖地質的地熱井，包括從上至下排列的固井段和過濾器井段，所述固井段包括9米長的井壁管，所述井壁管與井身之間采用水泥漿回灌；所述過濾器井段包括11米長的透水管，所述透水管與井身之間設有過濾器，且在透水管與井身之間填充鵝卵石；在所述過濾器井段底部設置有40米長的生產井段，該生產井段的直徑小于所述固井段和過濾器井段的直徑。本發明專利技術中，地熱井可以同時將卵石層和基巖裂隙層中的地下水引入到地熱井中，使得地熱井內的水源充足，為后續對地熱的利用提供了有力的保障，且過濾器可以將卵石層中地下水的泥沙阻隔在透水管與井身之間，防止泥沙進入地熱井中，提高了地熱井中水源的質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地熱井
，具體涉及一種基于基巖地質的地熱井。
技術介紹
地熱是來自地球內部核聚變產生的一種能量資源，地熱能是一種清潔能源和可再生能源，在供熱制冷方面應用廣泛，其開發前景十分廣闊。建造地熱井是對地熱資源利用的關鍵步驟，對于不同地質，地熱井的井身結構也是不盡相同的。對于基巖地質，包括含水量豐富的基巖裂隙層和位于其上方的結構致密的基巖層，而在基巖層的上方一般會存在有一定厚度的松散層，主要包括粉質粘土層、卵石層和泥質粉砂巖等。其中，含水層主要有卵石層和基巖裂隙層，其中卵石層中的地下水雜質較多，而基巖裂隙層的地下水的泥沙含量則較少，現有的基于基巖地質的地熱井一般只采用基巖裂隙層的地下水，減少了過濾步驟，但同時也造成了能源的浪費，而且對于基巖裂隙層含水量較少的地質的情況，還會導致地熱井中水源不足的情況發生。而如果要同時將卵石層的水和基巖裂隙水引入到地熱井中，就需要對卵石層的地下水進行過濾處理，現有的地熱井的過濾器為了使地下水出水流暢，一般將濾孔設置偏大，這就導致了部分小徑泥沙可順利進入地熱井中，當潛水泵將含泥沙的水抽出進行利用，容易造成設備的損壞，影響系統運行，造成重大損失；而且，隨著泥沙進入地熱井中的數量增多，還會導致井道淤塞，影響地熱井的正常使用。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術提供一種基于基巖地質的地熱井，以保證地熱井內水源充足，且提高地熱井中水源的質量，同時保持地熱井中水源的溫度。本專利技術提供的一種基于基巖地質的地熱井，包括從上至下排列的固井段和過濾器井段，所述固井段包括9米長的井壁管，所述井壁管與井身之間采用水泥漿回灌；所述過濾器井段包括11米長的透水管，所述透水管與井身之間設有過濾器，且在透水管與井身之間填充鵝卵石；在所述過濾器井段底部設置有40米長的生產井段，該生產井段的直徑小于所述固井段和過濾器井段的直徑。本專利技術中，地熱井從上至下依次為固井段、過濾器井段和生產井段，而地熱井建造位置的地質結構從上至下依次分為7米的粉質粘土層、13米的卵石層、4米的泥質粉砂巖層、5米的基巖層和31米的基巖裂隙層，由于粉質粘土層的結構松散，而且含水量少，因此為了保證井身結構的穩定性，以及防止冷水進入到地熱井中，將固井段深度定為9米，并采用9米長的井壁管和回灌水泥漿的方式進行加固；由于卵石層的含水量豐富，因此在卵石層設置深度為11米的過濾器井段，采用11米長的透水管加固，在透水管和井身之間設置的過濾器可以將地下水中的泥沙阻隔在透水管與井身之間，防止泥沙進入地熱井中，提高了地熱井中水源的質量，并在透水管與井身之間填充鵝卵石，以進一步保證過濾器井段的穩定性，同時由于填充物與過濾器井段所處地質的主要成分相同，不會影響地下水的流通；由于基巖裂隙層的含水量豐富，因此在過濾器井段底部設置40米長的生產井段，以將基巖裂隙層中的地下水引入到地熱井中，由于泥質粉砂巖層、基巖層和基巖裂隙層三者的結構都較為穩定，而且泥沙含量少，因此生產井段設計為裸井，可以降低建造的成本同時也可以縮短地熱井的建造周期，提高施工效率。可見，本專利技術提供的基于基巖地質的地熱井，可以同時將卵石層和基巖裂隙層中的地下水引入到地熱井中，可使得地熱井內的水源充足，為后續地熱的利用提供了有力的保障。優選地，所述井壁管包括外井壁管和內井壁管，所述內井壁管通過固定支架與所述外井壁管連接，所述外井壁管和內井壁管之間設置有保溫層。由于固井段處于井身的上方，該地層的溫度較低，地熱井中的水源接觸到井壁管將會導致熱量散失，因此，在固井段處設置保溫層可有效防止地熱井中水源熱量的流失。優選地，所述保溫層為聚氨酯發泡層。利用發泡技術在外井壁管和內井壁管間形成的聚氨酯保溫層具有良好的保溫效果，能夠滿足長時間的保溫需求，而且聚氨酯材料具有良好的耐磨性、耐老化性和粘合性，可以適用于地熱井的使用環境。優選地，所述外井壁管的內表面設置有紅外線反射涂層。外井壁管內表面設置的紅外反射涂層可以對聚氨酯保溫層的紅外線進行反射，降低聚氨酯保溫層熱量的擴散，提高保溫效果。優選地，所述內井壁管的外表面設置有太陽能吸熱涂層。由于內井壁管直接接觸地熱井中的水源，導致其外表面有較高的溫度，而太陽能吸熱涂層能夠較好吸收紅外線，從而在內井壁管的外表面形成一個聚熱層，降低內井壁管的熱量溢出，進一步提高了保溫效果。優選地，所述內井壁管和外井壁管均為不銹鋼材質。采用不銹鋼材質的內井壁管和外井壁管可以提高井身結構的強度，防止井身坍塌，而且不銹鋼材質具有較好的耐腐蝕性，可以適用于地熱井中復雜的水源環境，延長地熱井的使用壽命。優選地，所述內井壁管的內表面設置有防腐涂層。由于地下的環境一般都比較惡劣，地熱井中的水源的腐蝕性較強，在內井壁管的內表面設置防腐涂層，可以對其進行保護，延長其使用壽命。優選地，所述過濾器包括一級過濾裝置和二級過濾裝置，所述二級過濾裝置設置于所述一級過濾裝置內；所述一級過濾裝置包括基礎管、保護擋筋和包網，所述基礎管為圓管，所述基礎管管壁上均勻布置有透水孔，所述保護擋筋豎向焊接在基礎管外壁上，保護擋筋等間距布置，所述包網包裹在保護擋筋及基礎管外壁上，包網豎向包裹的范圍大于保護擋筋的范圍，包網外用鐵絲纏繞固定在保護擋筋及基礎管外壁上；所述二級過濾裝置包括內管、外管、隔板和濾芯，所述內管和外管均為圓管，內管和外管同軸設置，外管管壁上均勻布置有透水孔，外管頂端設置有吊環，所述隔板一端與內管外壁固定連接，隔板另一端與外管內壁固定連接，隔板將內管與外管之間分割為多個腔室，所述濾芯填充在所述腔室中，腔室上下端為敞口，用于排出經濾芯過濾后的水；所述外管頂端設置有向外突出的環形的外管突出體，所述基礎管設置有向內突出的環形的基礎管上突出體和基礎管下突出體，所述外管向下穿過所述基礎管上突出體內圓，外管突出體壓在基礎管上突出體上，外管底部壓在所述基礎管下突出體上，所述基礎管上突出體與外管突出體之間墊有膠墊，所述基礎管下突出體與外管底部之間墊有膠墊。本專利技術中的過濾器包括一級過濾裝置和二級過濾裝置。其中一級過濾裝置對泥沙進行粗濾，主要用于過濾掉大顆粒的砂子，基礎管管壁上均勻布置有透水孔，包網包裹在管外，地下水要進入地熱井中，首先要經過包網及基礎管的透水孔兩層過濾，過濾掉大顆粒的砂子。二級過濾裝置對泥沙進行精濾，主要用于過濾掉細小的泥沙，二級過濾裝置包括內管、外管、隔板和濾芯，內管與外面同軸布置，隔板是內管與外管的連接骨架，同時將內管與外管之間的空間隔為多個腔體，腔體內充填濾芯，通過這樣的設計，使整個二級過濾裝置為一個整體，結構牢固；二級過濾裝置主要靠設在外管管壁上的透水孔和腔室中的濾芯兩層過濾，內管管壁未設置透水孔，腔室上、下端為敞口，地下水進入腔室后，沿腔室上、下流動，從腔室上、下端排出，通過這樣的設計，延長了地下水在濾芯中的流動路徑，提高了過濾效果。一級過濾裝置濾孔較大，不易堵塞，能過濾掉大顆粒砂子，二級過濾裝置濾孔小，容易堵塞，能過濾掉細小泥沙，采用這種分級過濾的方式，既能較徹底地過濾掉砂子，又能減小過濾器堵塞的概率。外管向下穿過基礎管上突出體內圓，外管突出體壓在基礎管上突出體上，外管底部壓在基礎管下突出體上，使二級過濾裝置和一級過濾裝置結合在一起，并且它們之間均墊有膠墊，通過二級過濾裝置的自重壓實膠墊，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于基巖地質的地熱井，包括從上至下排列的固井段和過濾器井段，其特征在于：所述固井段包括9米長的井壁管，所述井壁管與井身之間采用水泥漿回灌；所述過濾器井段包括11米長的透水管，所述透水管與井身之間設有過濾器，且在透水管與井身之間填充鵝卵石；在所述過濾器井段底部設置有40米長的生產井段，該生產井段的直徑小于所述固井段和過濾器井段的直徑。

【技術特征摘要】
1.一種基于基巖地質的地熱井，包括從上至下排列的固井段和過濾器井段，其特征在于：所述固井段包括9米長的井壁管，所述井壁管與井身之間采用水泥漿回灌；所述過濾器井段包括11米長的透水管，所述透水管與井身之間設有過濾器，且在透水管與井身之間填充鵝卵石；在所述過濾器井段底部設置有40米長的生產井段，該生產井段的直徑小于所述固井段和過濾器井段的直徑。2.根據權利要求1所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述井壁管包括外井壁管和內井壁管，所述內井壁管通過固定支架與所述外井壁管連接，所述外井壁管和內井壁管之間設置有保溫層。3.根據權利要求2所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述保溫層為聚氨酯發泡層。4.根據權利要求2所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述外井壁管的內表面設置有紅外線反射涂層。5.根據權利要求4所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述內井壁管的外表面設置有太陽能吸熱涂層。6.根據權利要求2所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述內井壁管和外井壁管均為不銹鋼材質。7.根據權利要求6所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述內井壁管的內表面設置有防腐涂層。8.根據權利要求1所述的基于基巖地質的地熱井，其特征在于：所述過濾器包括一級過濾裝置和二級過濾裝置，所述二級過濾裝置設置于所述一級過濾裝置內；所述一級過濾裝置包括基礎管、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉藝輝，
申請(專利權)人：湖南中大經緯地熱開發科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43