[实用新型]一种U型井深层地热热传导系统

说明书

技术领域

本实用新型属于深层地热能与干热岩的系统技术领域，具体涉及一种U型井深层地热热传导系统。

背景技术

联合国有关新能源报告显示：全球地热能源资源总量，相当于全球资源总消耗量的45万倍。放射性元素的衰变是地球热能的主要来源。运动的地球不断的储积和释放着能量。每年通过热传导散失，火山喷发，地震，温泉等释放大量的能量。大陆地壳一般厚度为30~70公里，地热梯度从上向下逐渐增高，一般每下100m，温度升高3℃，地热型地热埋深至地下数千米，内部为不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。由于大量的地热型地热得不到有效的利用，造成了能源的大量流失和浪费。

近年来，干热岩作为一种深埋于地下的清洁地热能，引起了社会各界的广泛关注， 然而目前国内中深层地热能开采技术并不成熟，国际上则普遍采用双井压裂渗透回灌法获取地热能，其存在着回灌率低，地下岩层破坏，循环水漏损失，提水能耗高等缺陷。

还有另外一种利用地热能的单井系统，该系统包括生产套管和位于生产套管中的生产管；生产套管与生产管之间形成有内外环形空间。该系统采用单井操作，与高温地层接触面小，加热后的温度往往达不到要求，存在管阻大流量小且地热能利用率低等缺点。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的回灌率低、地下岩层破坏、循环水漏损失、提水能耗高，以及高温地层接触面小等导致的等地热资源得不到有效利用，造成能源的大量流失和浪费的问题，本发明提供了一种U型井深层地热热传导系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种U型井深层地热热传导系统，包括注入井和生产井，所述注入井和生产井分别包括竖直区段、水平区段，以及连接竖直区段和水平区段的弧形区段，所述竖直区段、水平区段和弧形区段为一体结构；所述竖直区段的下端、水平区段和弧形区段位于地热储层中，所述注入井的水平区段和生产井的水平区段对接，形成U型井；

所述注入井和生产井位于地热储层中的部分设置有导热生产套管，导热生产套管和地热储层之间填充有导热水泥；导热生产套管的水平区段对接部分通过焊接固定连接；

所述导热生产套管和导热水泥上设置有多个向地热储层延伸的射孔，每个射孔周围的地热储层有多个与射孔相通的裂缝；裂缝内装有导热剂，导热生产套管内设置有用于封堵导热剂的膨胀管，导热生产套管内装有传热流体。

进一步地，所述U型井的井深为3000m，注入井和生产井之间的水平距离至少为600m。

进一步地，所述注入井和生产井之间的水平距离为800m。

进一步地，射孔间距为0.05~0.2m，射孔相位为60°~80°。

进一步地，所述裂缝的长度为10~100m。

进一步地，所述导热生产套管为导热系数大于100W/(m.k)的且耐腐蚀的钢管。

进一步地，所述导热水泥为密度为1.89g/cm³，API失水小于100ml的水泥浆。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的U型井深层地热热传导系统，结合井下射孔及压裂技术，在压裂裂缝中灌入导热剂，利用膨胀管密封技术使地热及深层地热系统形成一种热传导根系，能够将深层的地热通过热传导根系裂缝内的导热剂传导至套管内的导热流体，再通过导热流体循环将热能传至地面；改善了地热储层近井地带的裂缝系统导热能量，提高携热流体在地热压裂储层中的渗流能力，增加地热储层中的取热量；解决了现有深层地热能开采技术中存在的回灌率低、地下岩层破坏、循环水漏损失、提水能耗高，以及高温地层接触面小等导致的等地热资源得不到有效利用，造成能源的大量流失和浪费的问题。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图中：1、注入井；2、生产井；3、钢管；4、导热水泥；5、裂缝。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

如图1所示的U型井深层地热热传导系统，包括注入井1和生产井2，注入井和生产井分别包括竖直区段、水平区段，以及连接竖直区段和水平区段的弧形区段，所述竖直区段、水平区段和弧形区段为一体结构；竖直区段的下端、水平区段和弧形区段位于地热储层中，注入井和生产井的水平区段对接，形成U型井；U型井的井深为3000m，注入井1和生产井2之间的水平距离至少为600m，本实施例中优选为800m。