一种新型中深层地热井封井系统的制作方法

1.本实用新型涉及地热井封井技术领域，具体涉及一种新型中深层地热井封井系统。


背景技术：

2.气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，2020年9月，中国在联合国大会上向世界宣布了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标；因此，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到国家的重视。
3.在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源；地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐；在我国的地热资源开发中，经过多年的技术积累，地热发电效益显著提升。
4.目前，在我国的天津、河北、山东、山西等地的一些地热井因无完善的矿权手续，被迫封停；目前的封井手段大多都是永久性的：直接从井口灌入大量的水泥，灌入的水泥可能会直接破坏现有的含水层，导致地热井直接报废；在封井完成以后，哪怕后期手续补充完善，这些地热井也将无法正常使用，造成了资源的极大浪费。
5.因此，急需开发一种新型的中深层地热井封井系统。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种新型中深层地热井封井系统。
7.本实用新型的技术方案是：一种新型中深层地热井封井系统，包括井口密封装置、封隔器、泵室套管和水层套管，所述井口密封装置固定安装在地热井井口，所述泵室套管和水层套管由上到下依次安放在井内，二者固定连接且泵室套管的上端与井口密封装置固定连接；所述泵室套管的直径大于水层套管的直径，二者的连接处设有变径；所述封隔器为可回收式封隔器，其固定坐封在水层套管的内腔上部；所述封隔器上方铺设有隔离层，所述隔离层上方的水层套管和泵室套管内浇筑有水泥。
8.优选的，所述封隔器坐封在泵室套管和水层套管连接处变径以下10m左右的位置。
9.优选的，所述隔离层分为上下两层，上层为防水层，下层为石英砂；所述石英砂的直径为1mm，其投入量为0.2
‑
0.5m
³
。
10.优选的，所述封隔器上下均设有卡瓦，其内部设有能够将封隔器锁定在坐封状态内锁。
11.优选的，所述泵室套管的上部外侧套设有表层套管，所述表层套管与井壁之间设有固井用混凝土。
12.优选的，所述水层套管的下部外侧套装有若干起分隔作用的橡皮伞，且水层套管
的下端设有筛管。
13.本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：
14.（1）将封隔器坐封在泵室套管和水层套管连接处变径以下10m左右的位置，可减少封井时水泥的用量，即封隔器以上位置全部固井，避免大量水泥封井造成资源的浪费；
15.（2）若后期地热井手续完善，完全可通过作业的方式，将水泥塞钻除，然后下入油管管柱提出封隔器，不会破坏地热井；
16.（3）封隔器以上位置全部固井，即可起到封停地热井的作用，又可保证底部出水层位置不被水泥污染破坏，可保证地热井的可持续利用。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图2为封井作业的状态示意图。
19.图中：1、井口密封装置，2、封隔器，3、泵室套管，4、水层套管，5、隔离层，6、水泥，7、表层套管，8、橡皮伞，9、筛管。
具体实施方式
20.下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
21.实施例一
22.参照图1所示，一种新型中深层地热井封井系统，包括井口密封装置1、封隔器2、泵室套管3和水层套管4，井口密封装置1固定安装在地热井井口，泵室套管3和水层套管4由上到下依次安放在井内，二者固定连接且泵室套管3的上端与井口密封装置1固定连接；泵室套管3的直径大于水层套管4的直径，二者的连接处设有变径；封隔器2为可回收式封隔器2，其固定坐封在水层套管4的内腔上部；封隔器2上方铺设有一层石英砂，石英砂上方的水层套管4和泵室套管3内浇筑有水泥6。
23.更为详细的，泵室套管3的上部外侧套设有表层套管7，表层套管7与井壁之间设有固井用混凝土；水层套管4的下部外侧套装有若干起分隔作用的橡皮伞8，并且水层套管4的下端设有筛管9。
24.参照图2所示，采用本系统封井，包括以下步骤：
25.1）拆除原有井口，焊接安装作业专用的井口防喷装置；
26.2）通过车载钻机下入油管至变径下部位置，油管底端带有弹簧式刮管器，在弹簧的支撑下，刮管器最大外径大于水层套管4内径，使刀板紧贴水层套管4内壁；通过上下活动和转动刮管器，并结合循环洗井，清除管壁污物，以此保证封隔器2的密封作用；
27.3）通过车载钻机提出刮管器；
28.4）通过车载钻机下入封隔器2，封隔器2通过打压坐封在水层套管4的清污段内；
29.5）封闭井口，通过泵车对封隔器2上部的管段进行打压，试压值为3mpa，稳压30min，压降小于或等于0.5mpa为合格；
30.6）通过井口投入一定量的石英砂，投入的石英砂落入封隔器2上方；石英砂可保护封隔器2不与封井水泥6接触，便于后期将封隔器2提出；
31.7）通过固井车往井内注入一定量的水泥6，水泥6凝结后起到封固地热井的作用。
32.若后期需要将封隔器2提出，恢复利用地热井，可先将水泥6塞用钻头钻开，通过循环泵携带水泥6碎块至地面，同时将封隔器2上部的石英砂循环出来；下入油管，对接封隔器2丝扣，上提油管，封隔器2卡瓦放松，胶筒回收，起出封隔器2，重新利用地热井。
[0033] 本封井系统可减少封井时水泥6的用量，避免大量水泥6封井造成资源的浪费；若后期地热井手续完善，完全可通过作业的方式，将水泥6塞钻除，然后下入油管管柱提出封隔器2，不会破坏地热井；封隔器2以上位置全部固井，即可起到封停地热井的作用，又可保证底部出水层位置不被水泥6污染破坏，可保证地热井的可持续利用。
[0034]
实施例二
[0035]
作为本实用新型的一项优选实施例，本实施例在实施例一的基础上进行了优化，具体为：
[0036]
本实施例的封隔器2坐封在泵室套管3和水层套管4连接处变径以下10m左右的位置，此设置可进一步减少封井时水泥6的用量，即封隔器2以上位置全部固井，避免大量水泥6封井造成资源的浪费。
[0037]
此外，在本实施例中，隔离层5分为上下两层，上层为防水层，下层为石英砂，石英砂的直径约为1mm，其投入量为0.2
‑
0.5m
³
；防水层铺设在石英砂的上方，可避免水泥中的水分透过石英砂层接触、锈蚀封隔器。
[0038]
实施例三
[0039]
作为本实用新型的一项优选实施例，本实施例在实施例二的基础上对封隔器2进行了优化，具体为：
[0040]
在本实施例中，封隔器2上下均设有卡瓦，其内部设有能够将封隔器2锁定在坐封状态内锁；当封隔器2坐封后，上下卡瓦都咬合在套管内壁上，形成封井的作用；当想提出封隔器2时，通过上提油管管柱，剪短封隔器2的解封销钉，使封隔器2卡瓦放松，胶筒回收，便可起出封隔器2。
[0041]
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。