一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井的制作方法

1.本实用新型涉及地热井技术领域，具体涉及一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井。


背景技术：

2.现有的砂岩热储地热井成井结构，出水层位大多采用150m左右的不锈钢绕丝筛管，筛管上的筛孔每米220孔，随着地热井开采时间的增长，均会出现开采量减少或者水位下降的问题。
3.在地热井出现开采量减少或者水位下降时，目前的解决方式主要是通过在筛管上方的井壁上射孔，增加开采层的长度，这种通过开采上部出水层的方式虽然降低了井内出水温度，但是能够保证地热井后期供水的连续性。
4.其中，通过射孔手段每米射开的孔数为16个左右，相比较筛管上每米220个筛孔而言，孔隙度约为7.3%，出水能力被限制，同时射孔后地层出砂较为严重，这也严重影响了地热资源的利用，因此发明人想设计一种可持续开采地热水的井身结构。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，通过在井筒的底部增加备用的筛管段，能够在地热井后期开采量减少时增加出水能力，保证地热供水的稳定性。
6.本实用新型的技术方案是：
7.一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，包括井筒，所述井筒的下端设有中部筛管段和底部筛管段；
8.所述井筒的壁上设有将井筒顶部与底部筛管段内腔连通的打压流道，所述井筒的内壁上沿径向开设有销槽，所述销槽内安装有弹性锁销；
9.所述中部筛管段的腔内滑动连接有活塞管，所述活塞管的外壁上设有与弹性锁销配合的锁孔；
10.所述活塞管的腔内通过第一剪钉安装有卡瓦座，所述卡瓦座上活动连接有打压塞。
11.优选的，所述弹性锁销包括销体和连接在销体末端的弹簧。
12.优选的，所述卡瓦座的顶部设有一组卡瓦片，所述打压塞的外壁上设有与卡瓦片配合的凸齿。
13.优选的，所述活塞管的外壁上设有纵向滑槽，所述中部筛管段的内壁上设有与纵向滑槽配合的滑块。
14.优选的，所述活塞管外壁的上下两端分别设有环形槽，所述环形槽内安装有密封圈。
15.优选的，所述中部筛管段与活塞管之间连接有第二剪钉，并且第二剪钉的剪切压
力小于第一剪钉。
16.本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：
17.本实用新型通过在井筒内设置可滑动的活塞管，并通过压力流道向井筒底部打压驱动活塞管移动，将作为备用的筛管段开启，通过备用筛管段在地热井后期开采量减少时增加出水能力，保证地热供水的稳定性。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为卡瓦座和打压塞的配合示意图；
20.图3为活塞管结构示意图；
21.图4为中部筛管段筛孔关闭状态示意图；
22.图5为中部筛管段筛孔开启状态示意图；
23.图中：1、井筒，2、活塞管，3、中部筛管段，4、底部筛管段，5、打压流道，6、弹性锁销，7、卡瓦座，8、打压塞，9、凸齿，10、卡瓦片，11、第一剪钉，12、第二剪钉，13、纵向滑槽，14、锁孔，15、弹簧，16、销体。
具体实施方式
24.下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
25.实施例1
26.参见图1至图3所示，一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，包括井筒1，井筒1的下端设有中部筛管段3和底部筛管段4。
27.井筒1的壁上设有将井筒1顶部与底部筛管段4内腔连通的打压流道5。
28.井筒1的外壁上沿径向开设有销槽，销槽内安装有弹性锁销6，弹性锁销6包括销体16和弹簧15，弹簧15连接在销体16末端。
29.中部筛管段3的腔内滑动连接有活塞管2，活塞管2的外壁上设有与弹性锁销6配合的锁孔14。
30.活塞管2的腔内通过第一剪钉11安装有卡瓦座7，卡瓦座7上活动连接有打压塞8，其中，卡瓦座7的顶部设有一组卡瓦片10，打压塞8的外壁上设有与卡瓦片10配合的凸齿9。
31.参见图4和图5所示，在地热水井开发利用的前期，由底部筛管段4所在的地热层提供水源，在进入后期地热井供水量不足或者液位降低时，开启中部筛管段3的筛孔，提高供水量，筛孔具体开启步骤是：
32.首先，将打压塞8投入井内，然后向井筒1内打压，使打压塞8与卡瓦座7咬合牢固，并将卡瓦座7上的流道封堵；
33.下一步，从地面通过打压流道5向底部筛管段4腔内打压，在底部筛管段4腔内形成高压区，并推动活塞管2向上滑动。
34.下一步，当锁孔14向上移动至与弹性锁销6位于同一轴线时，在弹簧15的作用下将销体16前端推入锁孔14将活塞管2的位置固定，此时中部筛管段3的筛孔打开。
35.下一步，当打压设备压力表显示压力快速上升时，表示活塞管2的位置锁定成功，便停止打压。
36.最后，再次向井筒1内打压，压力在活塞管2的腔内形成高压区，将第一剪钉11剪断，打压塞8与卡瓦座7掉落，活塞管2内形成通路。
37.本实用新型通过在井筒1内设置可滑动的活塞管2，并通过压力流道向井筒1底部打压，将作为备用的中部筛管段3开启，并通过备用筛管段，在地热井后期开采量减少时增加出水能力，保证地热供水的稳定性。
38.实施例2
39.本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：
40.参见图3所示，活塞管2的外壁上设有纵向滑槽13，中部筛管段3的内壁上设有与纵向滑槽13配合的滑块。
41.通过增加相互配合的滑块和纵向滑槽13，防止活塞管2在上下移动时发生转动，导致锁孔14与销体16位置不对应的问题出现。
42.活塞管2外壁的上下两端分别开设有环形槽，环形槽内安装有密封圈，通过增加一组密封圈增加滑动密封性。
43.实施例3
44.本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：
45.参见图4所示，中部筛管段3与活塞管2之间连接有第二剪钉12，并且第二剪钉12的剪切压力小于第一剪钉11。
46.通过增加第二剪钉12，能够在运输和装配时，防止活塞管2发生位移。
47.本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，包括井筒，其特征在于：所述井筒的下端设有中部筛管段和底部筛管段；所述井筒的壁上设有将井筒顶部与底部筛管段内腔连通的打压流道，所述井筒的内壁上沿径向开设有销槽，所述销槽内安装有弹性锁销；所述中部筛管段的腔内滑动连接有活塞管，所述活塞管的外壁上设有与弹性锁销配合的锁孔；所述活塞管的腔内通过第一剪钉安装有卡瓦座，所述卡瓦座上活动连接有打压塞。2.根据权利要求1所述的一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，其特征在于：所述弹性锁销包括销体和连接在销体末端的弹簧。3.根据权利要求1所述的一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，其特征在于：所述卡瓦座的顶部设有一组卡瓦片，所述打压塞的外壁上设有与卡瓦片配合的凸齿。4.根据权利要求1所述的一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，其特征在于：所述活塞管的外壁上设有纵向滑槽，所述中部筛管段的内壁上设有与纵向滑槽配合的滑块。5.根据权利要求1所述的一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，其特征在于：所述活塞管外壁的上下两端分别设有环形槽，所述环形槽内安装有密封圈。6.根据权利要求1所述的一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，其特征在于：所述中部筛管段与活塞管之间连接有第二剪钉，并且第二剪钉的剪切压力小于第一剪钉。

技术总结
本实用新型涉及地热井技术领域，具体涉及一种基于砂岩热储的可持续稳定开采地热水井，包括井筒，所述井筒的下端设有中部筛管段和底部筛管段；所述井筒的壁上设有将井筒顶部与底部筛管段内腔连通的打压流道，所述井筒的内壁上沿径向开设有销槽，所述销槽内安装有弹性锁销；所述中部筛管段的腔内滑动连接有活塞管，所述活塞管的外壁上设有与弹性锁销配合的锁孔；所述活塞管的腔内通过第一剪钉安装有卡瓦座，所述卡瓦座上活动连接有打压塞。本实用新型通过在井筒的底部增加备用的筛管段，能够在地热井后期开采量减少时增加出水能力，保证地热供水的稳定性。热供水的稳定性。热供水的稳定性。


技术研发人员：马正孔 陈川 崔伟伟 王琳 胡永丽
受保护的技术使用者：山东海利丰清洁能源股份有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/10/11