專利名稱：一種中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱交換系統(tǒng)領域，特別是涉及一種利用中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，利用地暖供暖技術主要包括:
1、采用溫泉水作為供暖熱源。但是，地面溫泉資源分布是自然的、有限度的。2、鉆井開發(fā)中深層地下水。盡管配有回灌井，但回灌水量不充分是不可避免的，構成地面沉降風險。3、裸眼井換熱，是半封閉循環(huán)，循環(huán)水與地下水相互交融、滲透，地下水源被人為污染。井壁長期被水浸泡，發(fā)生脫落、垮塌。上述幾種現(xiàn)有技術都存在污染、高能耗、不可再生等各種的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種利用中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)。本發(fā)明技術方案如下:
一種中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)，包括熱能使用端、換熱器及循環(huán)泵，其特征在于:還包括井眼、井口裝置、固井套管及懸掛套管，所述井眼深度為1000-3500m，固井套管安裝在井眼中，固井套管為金屬材料，井壁與固定套管之間填充油井水泥；所述懸掛套管放入固井套管中，并通過井口裝置懸掛、固定；
所述循環(huán)泵將水從環(huán)形空間注入井中，自上而下，與周圍固井套管熱交換，接近井底后，再從懸掛套管內(nèi)返回地面，再通過換熱器將熱交換給熱能使用端。進一步的，所述井眼井底的溫度為60-90 0C0
本發(fā)明中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)，與中深地層內(nèi)表面金屬套管換熱，通過閉路水循環(huán)系統(tǒng)將地層的熱量攜帶到地面。不與地層和地下水直接接觸，具有如下有益效果:
1.提供可再生的、穩(wěn)定的、極低運行成本的熱源。2.不破壞、不污染未擾動的地下水。3.運行中實現(xiàn)廢水、廢氣的零排放。4.適合城市中使用。5.使用壽命長。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖中，熱能使用端1、換熱器2及循環(huán)泵3、井眼4、井口裝置5、固井套管6、懸掛套管7、井底8、油井水泥9。圖中箭頭為本系統(tǒng)中的循環(huán)水流動方向。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步的闡述。本發(fā)明一種中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)，包括熱能使用端1、換熱器2及循環(huán)泵3，還包括井眼4、井口裝置5、固井套管6及懸掛套管7。本系統(tǒng)利用增溫層，即中深地層(深度2000 m左右)的6(T90 0C溫度作為可再生的、清潔熱源，因此，井眼4深度為1000-3500m。固井套管6安裝在井眼4中，固井套管6為金屬材料，井壁與固定套管5之間填充油井水泥9 ;懸掛套管7放入固井套管6中，并通過井口裝置5懸掛、固定。本發(fā)明的運行如下:循環(huán)泵將水從環(huán)形空間注入井中，自上而下，與周圍固井套管熱交換，接近井底8后，再從懸掛套管內(nèi)返回地面，再通過換熱器將熱交換給熱能使用端。本發(fā)明的安裝過程如下:
1、選擇熱能使用區(qū)域安裝合適的石油鉆井設備。2、鉆井到達所需地層溫度的裸眼井深(如，2000m )。3、將固井套管下入井中。4、用油井水泥填充和加固井壁與套管之間的間隙。5、再將懸掛套管放入井中，并懸掛、固定在井口。6、安裝井口裝置、換熱器、循環(huán)泵等。當設計井口出水溫度=60 ° C，進水溫度=40° C，溫差Λ t =20 °C，流量=50 ton/h,換熱井生產(chǎn)出約1200 kW熱能。生產(chǎn)熱能過程中，僅消耗很少量的電能供循環(huán)泵使用，零排放。如果換熱井用于城市小區(qū)集中供暖，在建筑節(jié)能達標情況下，一口井可提供大約2萬平方米供暖面積的熱能。
權利要求
1.一種中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)，包括熱能使用端、換熱器及循環(huán)泵，其特征在于: 還包括井眼、井口裝置、固井套管及懸掛套管，所述井眼深度為1000-3500m，固井套管安裝在井眼中，固井套管為金屬材料，井壁與固定套管之間填充油井水泥；所述懸掛套管放入固井套管中，并通過井口裝置懸掛、固定； 所述循環(huán)泵將水從環(huán)形空間注入井中，自上而下，與周圍固井套管熱交換，接近井底后，再從懸掛套管內(nèi)返回地面，再通過換熱器將熱交換給熱能使用端。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述井眼井底的溫度為60-900C0
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換系統(tǒng)領域，特別是涉及一種利用中深地層封閉循環(huán)熱交換系統(tǒng)。包括熱能使用端、換熱器及循環(huán)泵，其特征在于還包括井眼、井口裝置、固井套管及懸掛套管，所述井眼深度為1000-3500m，固井套管安裝在井眼中，固井套管為金屬材料，井壁與固定套管之間填充油井水泥；所述懸掛套管放入固井套管中，并通過井口裝置懸掛、固定；所述循環(huán)泵將水從環(huán)形空間注入井中，自上而下，與周圍固井套管熱交換，接近井底后，再從懸掛套管內(nèi)返回地面，再通過換熱器將熱交換給熱能使用端。本發(fā)明提供可再生的、穩(wěn)定的、極低運行成本的熱源。不破壞、不污染未擾動的地下水。
文檔編號F24J3/08GK103196249SQ20131015005
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權日2013年4月26日
發(fā)明者陳康生 申請人:王春梅