[实用新型]一种中深层地热井取热不取水型高效换热器

说明书

本实用新型专利提供了一种中深层地热井取热不取水型高效换热器，包括外套管、内套管，所述外套管底端及侧壁封闭，内套管置于外套管内，内套管底部开口与外套管联通，内套管外侧与外套管内侧形成横截面为环状的间隙，其特征在于：所述外套管内壁与内套管外壁形成粗细交替的波节形管道。本实用新型专利设计简单合理，通过外套管内壁与内套管外壁形成的粗细交替的波节形管道，实现循环介质通过环状间隙不同的横截面积时，产生明显的紊流效果，积极促进传热作用，提高了传热效率，本换热器不受地区自然环境、季节温度变化等限制，放置在深层井内部，吸收温度稳定、热量充足的大地岩热，采暖效率高，可大范围推广使用。

技术领域

本实用新型属于地热开发和利用技术领域，尤其涉及一种中深层地热井取热不取水型高效换热器。

背景技术

地热能是一种绿色、洁净、可再生的清洁能源、具有分布广、储量大等优点。浅层地热能是指蕴藏在地表以下一般小于200米的深度范围内岩土体、地下水和地表水中的热能，是由地球内部能量传导和太阳辐射共同作用而产生，但主要受太阳辐射影响，且温度随季节变化很小，温度多年几乎无变化，一般低于25℃，为低品质热能，浅层地热能一般是通过热泵技术进行开采利用，即利用高位能，如电能等使热量从低位热源流向高位热源的节能装置，地源热泵正是利用了浅层地热能作为冷热源进行热量提取与释放。

国内目前中深层地热能的开发为两种模式，一是开采抽取地下热水模式，即从数十米至数千米深的地下将热水抽出，再经过地面设置的换热系统将热能提取，该模式对地下水消耗过大，热水在抽取到地面的过程中消耗热能多，资源利用率低，且回灌困难等问题对环境造成很大影响，现已不提倡；二是无干扰地热模式，该模式就是取热不取水，通过钻井向地下深部热储层钻孔，然后在孔中放置换热器，通过介质在换热器内循环吸热，经过介质在同心管换热器中的循环，将地层的热量导出，带上地面利用。

第一种利用方式直接抽取地下热水利用后,将地热尾水直接排放或回灌，但目前地下回灌技术仍不成熟，回灌率偏低，造成水资源和热资源的浪费，大量无节制的开采地下水也容易引起地面塌陷等地质灾害，所以为了保护地下热水资源,防止过渡开采地下水引起的次生灾害，一些地方政府主管部门已经禁止直接开采地下水资源了，这对该模式的中深层地热能的发展是一个阻碍，为了保护地下水资源，并且对地热能持续利用，现在地热利用领域主导技术为无干扰地热模式，对于中深层地热井使用的无干扰地热利用现有技术方案，如图1 所示，一般包括进水管、出水管、外套管、内套管等,外套管与外套管底端及侧壁封闭，内套管置于外套管内，内套管底部开口与外套管联通，内套管外侧与外套管内侧形成环状间隙，换热介质从外管与内管之间的环状间隙往下流动，经过地层提取热量温度升高后，介质从内管向上流动，在地面进行利用。

根据图1所示，但现有技术的中深层无干扰地热系统换热器为同芯管换热器，其内管和外管均为光滑的石油套管，换热介质从外管与内管之间的环状间隙向下流动，经过换热后从内管返回，整个换热过程较为平静，换热效率不高，扰动作用不强，不能将地下的热资源更高效地提取出来。

实用新型内容

针对上述背景技术的阐述，本实用新型提供一种中深层地热井取热不取水型高效换热器，在无干扰地热利用模式中使用，实现介质高效、充分与高温地层进行换热。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种中深层地热井取热不取水型高效换热器，包括外套管、内套管，所述外套管底端及侧壁封闭，内套管置于外套管内，内套管底部开口与外套管联通，内套管外侧与外套管内侧形成横截面为环状的间隙，所述外套管内壁与内套管外壁之间形成使得其间的介质实现扰流效应的扰流结构。

上述技术方案中，所述外套管内壁与内套管外壁之间形成粗细交替的波节形管道。

上述技术方案中，所述外套管内壁和内套管内、外壁的表面分别涂设隔热保温涂层。