[发明专利]一种开采干热岩地热资源的装置及其钻孔成孔方法

说明书

一种开采干热岩地热资源的装置及其钻孔成孔方法，属于地热资源开采技术领域，解决技术效率低、开采的地热无法直接收集利用、收集过程中损耗较大的技术问题，解决方案为：表层套管、技术套管和换热管由上至下同轴设置，在技术套管中设置有深井潜水泵，深井潜水泵的出液口通过泵管法兰与出液管连通；第一导流管由地面延伸至表层套管的底部，第一导流管的下端部通过承压钢管转换法兰与第二导流管连通，第二导流管贯穿技术套管并延伸至换热管中，第二导流管的下端部通过PE管转换接头与第三导流管连通，第三导流管的下端部设置有换热器，换热器设置于换热管的底部。本发明操作简单，可以有效降低采热过程的热损失，提高采热效率，降低作业成本。

技术领域

本发明属于地热资源开采技术领域，具体涉及的是一种开采干热岩地热资源的装置及其钻孔成孔方法。

背景技术

地热资源因其具有储量大、可再生、应用清洁等特征而受到能源开发领域的关注，作为最高品质地热资源的干热岩的开发更成为关注的焦点，如何低成本、有效的开采干热岩地热资源，是现在能源领域亟需解决的问题，也是新能源开发领域及可再生能源开发领域研究的热点。

钻孔井眼是实现干热岩地热资源热能快速传输到地面的有效通道之一，如何利用常规井身结构来使导流液传输干热岩地热资源，关系着整体钻井工程实施性及热能获取的可行性，是关系干热岩地热资源能否开发的重要问题。

现有技术对于地下热水的开采已有文献报道，目前，干热岩地热能的开采主要采用钻井压裂，但钻井压裂通过注入流体传热开发技术效率低、无法进行大规模开采，而且开采的地热无法直接收集利用，收集过程中损耗较大。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，解决钻井压裂通过注入流体传热开发技术效率低、无法进行大规模开采，而且开采的地热无法直接收集利用，收集过程中损耗较大的技术问题，本发明提供一种开采干热岩地热资源的装置及其开采地热能的方法。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种开采干热岩地热资源的装置，它包括换热管、技术套管与表层套管，其中：所述表层套管、技术套管和换热管由上至下同轴设置，技术套管上端部的外壁与表层套管内壁的重叠段环形空间内设置有用于技术套管坐封的技术套管悬挂器，换热管上端部的外壁与技术套管内壁的重叠段环形空间内设置有用于换热管坐封的换热管悬挂器；

在技术套管中设置有深井潜水泵，深井潜水泵的出液口通过泵管法兰与出液管连通；

第一导流管由地面延伸至表层套管的底部，第一导流管的材质为无缝钢管，第一导流管的下端部通过承压钢管转换法兰与第二导流管连通，第二导流管的材质为PE管，第二导流管贯穿技术套管并延伸至换热管中，第二导流管的下端部通过PE管转换接头与第三导流管连通，第三导流管的下端部设置有换热器，换热器设置于换热管的底部。

进一步地，所述第一导流管、第二导流管和第三导流管组成进液管，进液管的直径为100~110mm，进液管的长度为3100~3150m。

进一步地，所述技术套管悬挂器与地面之间的距离为300~310m，所述换热管悬挂器与地面之间的距离为1750~1800m。

进一步地，所述表层套管的直径为300~340mm，表层套管的长度为320~351m；所述技术套管的直径为240~250mm，技术套管的长度为1750~1800m；所述换热管的直径为170~180mm，换热管的长度为3000~3200m；所述出液管的直径为100~110mm，出液管的长度为280~300m。

一种开采干热岩地热资源的装置的钻孔成孔方法，包括以下步骤：