[实用新型]干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置

说明书

本实用新型涉及一种干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置。它解决了现有热能传导装置换热面积小等技术问题。包括竖直井、换热器的第一换热组件、第二换热组件与用户侧，竖直井下端封闭，在竖直井周向外侧设有至少一个具有竖直段和水平段的L型井，L型井的竖直段内具有换热介质且L型井的竖直段上端和第一换热组件的另一端相连通，L型井的竖直段下端和L型井的水平段一端相连通，L型井的水平段另一端和竖直井下端外侧相连。优点在于：采用L型井+直井工艺是在利用几何导向原理，使热传导面积和体积增加10倍以上，增加热能传导面积，使工质携带热能的效率得到数十倍的提高。

技术领域

本实用新型属于地源设备技术领域，具体涉及一种干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置。

背景技术

地热能是一种储量巨大、可再生的清洁能源，在当前人们环保意识越来越强和能源日趋紧缺的情况下，对地热能的合理开发利用越来越受到人们的青睐。现已开发应用的中浅层地热技术，如地源热泵受当地地质条件等不确定因素影响，利用范围小，设备成本高，地热能利用效率低，这主要由于现有的地热能源的传递方式主要由热传导来完成，且多采用竖直井方式，直井是地下热能通过一个20厘米左右的柱体进行传导换热，换热面积小，换热效率低，对中低温地区无法进行大规模商业开发或商业价值不高。

为了提升竖直井的效率低，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，申请人在先申请的中国专利文献公开了一种中浅层复合模式地埋管热传导装置[申请号：201621145964.6]，其包括浅层井管，浅层井管内设有将浅层井管内部自上向下依次分隔成第一有孔区域、无孔区域与第二有孔区域的分隔结构，在浅层井管内设有扰动水循环结构，在浅层井管内设有浅层地埋换热管，在浅层井管内穿设有贯穿整个浅层井管且向下延伸设置的中层地埋换热管，中层地埋换热管内充填有第二导热工质且中层地埋换热管两端分别与用户端相连。上述方案虽然在一定程度上提高了地埋管的换热效率，但是该方式依然无法提高竖直井热能传到面积小，工质携带热能的效率低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，能提高单井换热面积的干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置，包括沿竖直方向设置的竖直井，其特征在于，所述的竖直井上端和换热器的第一换热组件的一端相连，所述的换热器内的第二换热组件连接有用户侧，所述的竖直井下端封闭，在竖直井周向外侧设有至少一个具有竖直段和水平段的L型井，所述的L型井的竖直段内具有换热介质且L型井的竖直段上端和第一换热组件的另一端相连通，且所述的L型井的竖直段下端和L型井的水平段一端相连通，且所述的L型井的水平段另一端和竖直井下端外侧相连。

由于热能的主要来源是地层深部的热能传导上来，为了在一定的深度通过增大传导面积，使更多的热能向工质流体集中。本专利采用L型井+直井工艺是在利用几何导向原理，使热传导面积和体积增加10倍以上，增加热能传导面积，使工质携带热能的效率得到数十倍的提高。利用了石油系统的L型水平井技术和几何导向技术和远端的直井相互连通。其中，L型井水平段采用热传导效率高的材料，L型井低温工质流体注入，直井高温工质流体排出，通过热交换到用户形成一个闭路的循环系统。实现同等热能成本下降50％。同样的工质流体可以携带更多的热能，由直井的不具备商业价值变成高效开发。

在上述干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置中，所述的L型井的数量为一个，且所述的L型井设置在竖直井任意一侧。

在上述干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置中，所述的L型井的数量为若干个，且所述的L型井周向均匀设置在竖直井外围。

在上述干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置中，所述的L型井的水平段长度500—1000米。

在上述干热岩能量L型井直井混合式高效热能传导装置中，所述的L型井的水平段和竖直段之间通过弧形过渡部相连。