[发明专利]一种高效利用地热能供暖的井网

说明书

本发明公开了一种高效利用地热能供暖的井网，包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井和高温加热井组合而成，其中，高温加热井和低温加热井的数量比例≥1:1或低温加热井和高温加热井的数量比例≥1:1，低温加热井下套管后不与地层沟通形成闭环空间，高温加热井与地层沟通，低温加热井和高温加热井内均设置有保温层，位于地面部分的低温加热井和高温加热井之间通过地面设备群实现冷热水中和及交换。本发明解决了现有技术中存在的地热能供暖钻井热值效率低下、维护费用高昂且影响地下水的问题。

技术领域

本发明属于地热供暖技术领域，具体涉及一种高效利用地热能供暖的井网。

背景技术

随着钻井技术与完井技术的提高，高效利用地下热能的技术逐步成为现实，优化钻井与完井工艺程，合理使用钻井与完井工程合理设计井内管柱结构，使用水平井或直井结构的合理搭配，使用低温高温加热井依次加热的方式达到热效率最大化。

现有方法之一，是使用钻井技术进行钻井后下入套管后下入PVC管，从套管与PVC管中间注入冷水，通过井底循环加入后由PVC管抽入地面，其特点在于不予地层接触，不抽取地下水，同时产生热值效率低下抽到地面后任然需要大型加热设备加热后才能进入孔板，其井内结构简单，在注水与抽水过程中由于冷热水相互影响导致本来温度不高的热水仍然会降温，其采出后任然使用费用昂贵的电能进行加热，其热值效率低下。

其现有方法二，建立地热井后使用电潜泵等手段直接抽取地下水，此方法热值效率高，井内由电潜泵进行抽水，不正反循环。不进行井筒内水里循环，此方法产生热水完全来自地下水，虽然热值效率高，但是其一井内有动力设备后期维护费用昂贵，其二抽采地下水会导致地下水位降低影响地下水，其三长期抽采降低了高温加热井井内温度，使得形成温度漏斗效应及地底能量亏空。

现有方法三，使用压裂技术对储层进行改造，使用水平井结构进行分段压裂后产出高温热水，其出水方式与方法二相同，但是由于使用储层改造技术费用昂贵，普通小区难以普及且地下热能不需要大面积扩散造成消费比地下。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效利用地热能供暖的井网，解决了现有技术中存在的地热能供暖钻井热值效率低下、维护费用高昂且影响地下水的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种高效利用地热能供暖的井网，包括多个独立井组，每个独立井组均由低温加热井和高温加热井组合而成，其中，高温加热井和低温加热井的数量比例≥1:1或低温加热井和高温加热井的数量比例≥1:1，低温加热井下套管后不与地层沟通形成闭环空间，高温加热井与地层沟通，低温加热井和高温加热井内均设置有保温层，位于地面部分的低温加热井和高温加热井之间通过地面设备群实现冷热水中和及交换。

本发明的特点还在于，

低温加热井和高温加热井均为在套管内下入两层同心管组成的三层同心环型结构，三层同心环型结构从外到内依次是由井筒外层套管、保温管、内层管同心设置而成，低温加热井从外到内依次为注水层、保温层和抽水层，其中，注水层与保温层之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，保温层和抽水层之间形成内层通道，该内层通道为保温通道；高温加热井从外到内依次为抽水层、保温层和注水层，其中，抽水层和保温层之间形成外层通道，该外层通道为加热通道，注水层与保温层之间形成内层通道，该内层通道为保温通道，低温加热井注水层及高温加热井抽水层均是由井筒外层套管内壁与保温管外壁形成的环形空腔，保温管内壁与内层管外壁之间形成的环形空腔为保温层。

地面设备群具体结构为：包括设置于所述低温加热井保温层和高温加热井保温层之间的保温层抽水泵，保温层与保温层抽水泵之间的通道为保温层抽水通道，保温层抽水泵还通过保温层泵排水通道与低温加热井的注水层处开设的常温水入口连通，同时，低温加热井抽水层与高温加热井注水层之间还依次设置有低温加热井抽水泵和热力补偿加热装置，高温加热井抽水层还设置有高温加热井抽水泵，高温加热井抽水泵能够将循环到井底后的加热水抽出至孔板。