[发明专利]单井采灌装置和方法

说明书

本公开提供了一种单井采灌装置和方法，该单井采灌装置包括：换热组件，具有第一换热口和第二换热口；套管，管壁具有第一导通区和第二导通区；采灌管组，包括改向件、采灌管柱和动力泵，采灌管柱插装在套管内，采灌管柱具有第一管腔、第二管腔和第三管腔，第一管腔的下端、第二管腔的下端均与第三管腔的上端连通，第一管腔的上端与第二换热口连通，第二管腔的上端与第一换热口连通，动力泵位于第二管腔中，改向件用于控制第一管腔和第二管腔中的一个与第一导通区的通孔连通，第一管腔和第二管腔中的另一个与第三管腔连通；封堵件，套装在采灌管柱外。本公开能实现上采下灌和下采上灌工艺之间的切换，提高采灌效率。

技术领域

本公开涉及地热水开采技术领域，特别涉及一种单井采灌装置和方法。

背景技术

地热资源是一种清洁能源，通常将开采的地热水通入换热装置，通过换热装置进行热量交换，以对地热水加以利用。但长期开采容易造成地下水位下降、地面沉降等问题，因而需要将经热量交换后的地热水回灌至地层。

相关技术中，单井采灌装置包括：套管、采集管和潜水泵，套管位于采集井内，且套管的管体上设有两处间隔分布的筛管，使套管和地层连通。采集管同轴插装在套管中，且采集管的下端插设至位于套管底部的筛管处，在套管和采集管之间还设置有封隔器，封隔器处于两个筛管之间。同时在采集管内还设置有潜水泵。在采集地热水时，潜水泵通过采集管将位于套管底部的筛管处的地热水抽至地面。地热水经换热后，在井口通过套管和采集管间的环空回灌地热水，在封堵器的拦截下，使地热水能从套管上位于封隔器上方的筛管处回流至地层，以实现下采上灌的采灌过程。

然而，在进行一段时间的下采上灌的采灌工艺后，采集井底部的地热水逐渐减少，导致开采难度逐渐变大，需要停止开采作业较长的时间，因而采灌效率较低。

发明内容

本公开实施例提供了一种单井采灌装置和方法，能实现上采下灌和下采上灌工艺之间的切换，提高地热水的采灌效率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种单井采灌装置，所述单井采灌装置包括：换热组件，具有第一换热口和第二换热口；套管，管壁具有沿轴向间隔分布的第一导通区和第二导通区，所述第一导通区位于所述第二导通区的上方，所述第一导通区和所述第二导通区均设有贯通所述套管的管壁的通孔；采灌管组，包括改向件、采灌管柱和动力泵，所述采灌管柱插装在所述套管内，所述采灌管柱具有第一管腔、第二管腔和第三管腔，所述第一管腔的下端、所述第二管腔的下端均与所述第三管腔的上端连通，所述第一管腔的上端和所述第二管腔的上端均向井口延伸，所述第一管腔的上端与第二换热口连通，所述第二管腔的上端与第一换热口连通，所述第三管腔的下端向井底延伸，所述动力泵位于第二管腔中，所述改向件用于控制所述第一管腔和所述第二管腔中的一个与所述第一导通区的通孔连通，所述第一管腔和所述第二管腔中的另一个与所述第三管腔连通；封堵件，套装在所述采灌管柱外且位于所述第一导通区和所述第二导通区之间，所述封堵件用于封堵所述套管和所述采灌管柱之间的环空。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述采灌管柱包括：第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段和所述第二管段平行并排布置，所述第三管段位于所述第一管段和所述第二管段的下方，且所述第一管段的下端和所述第二管段的下端均与所述第三管段的上端连通，所述第一管段的内壁面围成所述第一管腔，所述第二管段的内壁面围成所述第二管腔，所述第三管段的内壁面围成所述第三管腔。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述采灌管柱包括管柱本体，所述管柱本体内设有隔板，所述隔板与所述管柱本体的内壁面连接，所述隔板沿所述管柱本体轴向的长度小于所述管柱本体的长度，所述管柱本体的内壁面与所述隔板的两个板面分别围成所述第一管腔和所述第二管腔，所述管柱本体内位于所述隔板下方的内壁面围成所述第三管腔。