一种基于废弃油井改造的地热取热系统

技术领域

本发明涉及地热能利用技术领域，尤其是涉及一种基于废弃油井改造的地热取热系统。

背景技术

地热能作为一种可再生的可持续能源，已广泛应用于建筑供暖。地热能用于供热可以减轻天然气供暖在能源需求和价格方面的双重压力，降低冬季燃煤对大气环境的污染，为冬季的清洁取暖提供了良好的解决方案。

目前我国广泛存在一些废弃油井，废弃油井一般指已经停止生产并且被永久封存的油井。从地热资源开发的角度来看，这些油井具有巨大的潜在价值。通过分析评价，只需要对这些油井进行少量的改造，便可以将它们转化为具有极高价值的地热井。此外，这些废弃油井的深度、井身构造和套管程序等方面的特点，都非常适合进行改造成为地热井，符合当节能减排和能源结构优化。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有使用化石能源的冬季建筑供暖进一步加剧了空气污染的问题，而提出一种基于废弃油井改造的地热取热系统。

一种基于废弃油井改造的地热取热系统包括：

热泵机组、注入泵、含水层、上部筛管、下部筛管、注入井、开采泵、排出井；

所述排出井的内部形成出水通道；

开采泵的位置设置在出水通道的出口处；

所述在注入井下部设置下部筛管；

所述在排出井下部设置上部筛管；

所述上部筛管处于含水层靠近地表的一端；

所述下部筛管处于含水层远离地表的一端；

所述注入泵的位置设置在进水通道的入口处。

本发明的有益效果为：

本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于废弃油井改造的地热取热系统。该地热取热系统通过对废弃油井的改造利用，可以为周边建筑供暖或提供生活热水。缓解了能源短缺问题，大幅度提升了换热量，有效提升了地热能的利用率。

附图说明

图1为一种基于废弃油井改造的地热取热系统的结构示意图；

附图标记说明：1、热泵机组；2、注入泵；3、油井井底密封层；4、静水位；5、岩石层；6、含水层；7、上部筛管；8、下部筛管；9、注入井；10、开采泵；11、排出井。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种基于废弃油井改造的地热取热系统包括：

热泵机组1、注入泵2、含水层6、上部筛管7、下部筛管8、注入井9、开采泵10、排出井11；

所述排出井11的内部形成出水通道；

开采泵10的位置设置在出水通道的出口处；

注入井、排出井与处于地表的取热供暖部分结合形成取热循环；

所述在注入井9下部设置下部筛管8；

所述在排出井11下部设置上部筛管7；

所述上部筛管7处于含水层6靠近地表的一端；

所述下部筛管8处于含水层6远离地表的一端；

所述注入泵2的位置设置在进水通道的入口处。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述一种基于废弃油井改造的地热取热系统还包括热泵机组1；

所述开采泵10、热泵机组1以及注入泵2依次相连，以形成循环的回路，即是出水通道利用开采泵10将出水通道内的水抽至热泵机组1，再利用热泵机组1将水提升温度后用于供暖；

所述热泵机组1利用注入泵2将供暖后的低温的水经回注入注入井9；

所述注入井9中的低温流体通过上部筛管7流到含水层6中进行充分热交换进行加热升温，然后由开采泵10将加热升温后的流体通过排出井11的下部筛管8抽入热泵机组1；以此形成一个循环执行的取热过程。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述一种基于废弃油井改造的地热取热系统还包括岩石层5；

所述注入井9贯穿地下的岩石层5以及岩石层5下的含水层6；

所述排出井11贯穿地下的岩石层5以及岩石层5下的含水层6。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述一种基于废弃油井改造的地热取热系统还包括静水位4；

开采泵10的位置设置在出水通道的出口处，并浸于出水通道处的静水位4之下。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述一种基于废弃油井改造的地热取热系统还包括油井井底密封层3；

油井井底密封层3位于废弃油井的底部。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，所述排出井11为废弃油井中套管与井壁的间隙；

所述注入井9为废弃油井中套管延长所得；

所述注入井9贯穿废弃油井井底密封层。

系统设有上部筛管以及下部筛管，筛管可保障地热井的正常运行，防止沉积物、泥沙等杂质进入井中，避免对设备和管道造成损坏。

开采泵的位置设置在出水通道的出口处，并浸于出水通道处的静水位之下，注入泵连接至进水通道的入口处。开采泵、热泵机组以及注入泵依次相连，以形成循环的回路。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，所述注入井9和排出井11获取过程为：

对废弃油井进行井筒清洗；

将清洗后的废弃油井井深度延伸至含水层，作为排出井11；

在排出井11井底处设置上部筛管7；

延长废弃油井原有套管深度作为注入井9，并在注入井9下部设置下部筛管8；

在注入井9和排出井11井底使用水泥进行封闭，防止热媒泄露。

其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

一种基于废弃油井改造的地热取热系统改造方案：

确定地热需要的规模，选择合适井位；

确认废弃油井位于地下的地热资源的深度和富集程度；保证井身轨迹穿越目标地热储层。

对井身、井口和井口周围环境进行详细评估：

了解井深度、井壁状况、井底地质条件、井眼直径、井眼脱失情况等等。

对井体周边的管道系统进行检查，确保确保目标地热储层底界至井口油层套管无变形、破漏，井筒通畅、满足地热资源开采。

对目标枯竭油气井进行井筒清洗：

使用油井清洗剂并使用循环清洗法进行井筒清洗。

对废弃油井进行扩井作业：

将废弃油井井深度延伸至含水层，并钻成洞穴形状，以便更好地吸收地下热量，即需要扩大现有井的底部空间。

将扩井完成后的废弃油井分为注入井9和排出井11，注入井9位于中间，排出井11位于注入井9两侧；

对废弃油井井筒壁进行加固和注浆处理，以提高其稳定性和承载能力；

在排出井11井底处设置上部筛管；

在废弃油井井底铺设密封层使用水泥将原有的井底封闭，防止热媒泄露。

延长废弃油井原有套管深度作为注入井9，并在注入井9下部设置下部筛管8。

实施例：

以井深2600m的废弃油井为例，含水层6的厚度为200m，含水层6内地热水的温度为85℃。热泵机组1的回水温度为10℃，10℃的地热水经注入泵2后注入地热井。在井深1800m附近，地热水经下部筛管8流进含水层6。进行充分的换热之后，在上部筛管7处，含水层6内的地热流体流进排出井内。假设从下部筛管8处流出的含水层6内的地热水温度为25℃。25℃的地热水经开采泵10提升后，进入热泵蒸发器。25℃的地热水经热泵机组1取热后，变为10℃，继续注入地热井取热。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。