一种利用CO2循环的地热开发双层复合连续管及其使用方法与流程

一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管及其使用方法
技术领域
1.本发明涉及一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管及其使用方法，属于井下取热设备技术领域。


背景技术：

2.地热是一种储量丰富的、清洁的可再生能源，co2资源化利用及地质埋存技术被认为是减少温室气体排放、缓解气候变暖的一项重要措施。将co2资源利用化的思想应用于地热开发，利用co2代替水作为工作介质，进行循环携带地热，相比于其他工作介质，利用co2可以改善热储物性，能够提高地热采收率且具有明显的经济及环保效益，是一种新颖的地热开发技术。
3.针对常规井下取热成本高、效果差、采收率低的现状，需要一种使用便捷、有效的地下取热工具，能够有效的实现地下取热。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管及其使用方法，能快速连接井口设备，以co2作为工作介质，在双层复合连续管循环内管组件顶部注入液态co2，经在地热层取热后，液态co2气化，气态co2沿循环内管组件和循环外管组件之间的环状空间采出带有热量的气体co
2，
实现井下取热传至井上设备，从而实现井下取热，解决背景技术存在的上述问题。
5.本发明的技术方案是：一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管，包含内外套设的循环外管组件和循环内管组件，循环外管组件底部封闭；循环内管组件包括循环内管抗拉层、循环内管内温层、循环内管外保温层、循环内管扶正支架、扶正卡环、循环内管下部接头、循环内管加重管、循环内管加重管接头、循环内管底部导向头、节流嘴和节流嘴固定丝堵；循环内管抗拉层、循环内管内温层和循环内管外保温层从内到外依次设置组成循环内管保温段，循环内管保温段两端分别设置有两个扶正卡环，循环内管保温段外环向均匀分布多个循环内管扶正支架，循环内管扶正支架的两端分别固定在两个扶正卡环上，循环内管抗拉层一端与循环内管下部接头一端连接，循环内管下部接头另一端与循环内管加重管一端螺纹连接，循环内管加重管另一端通过循环内管加重管接头与循环内管底部导向头一端螺纹连接，循环内管底部导向头另一端与节流嘴固定丝堵螺纹连接，截流嘴处于循环内管底部导向头与节流嘴固定丝堵之间；循环外管组件包含循环外管外抗拉层、循环外管内外夹层保温层、循环外管内抗拉层、外管焊接过渡管、内部焊接过渡管、循环外管换热管和循环外管下部导向头；所述循环外管外抗拉层、循环外管内外夹层保温层、循环外管内抗拉层从内向外依次设置组成循环外管保温段；循环外管内抗拉层和循环外管内外夹层保温层的一端均伸出循环外管外抗拉层外，两者伸出端均与内部焊接过渡管的一端焊接，外管焊接过渡管套设在循环外管内
外夹层保温层和内部焊接过渡管外，外管焊接过渡管一端与循环外管外抗拉层一端焊接，外管焊接过渡管内壁与循环外管内外夹层保温层和内部焊接过渡管外壁焊接，外管焊接过渡管另一端与循环外管换热管一端焊接，循环外管换热管另一端与循环外管下部导向头焊接。
6.所述循环内管扶正支架为两端向内弯折的条状结构，弯折端与扶正卡环外壁焊接在一起，循环内管扶正支架与循环外管内抗拉层之间留有极小的缝隙，防止循环内管组件歪斜。
7.所述循环内管保温段和循环外管保温段上端均与井口设备螺纹连接。
8.两个所述扶正卡环通过各自的螺栓连接在循环内管保温段上。
9.所述循环内管扶正支架的数量为四个。
10.所述循环外管下部导向头为下端封堵的管状结构，循环外管换热管另一端伸入到循环外管下部导向头内，两者焊接在一起。
11.一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管的使用方法，采用上述双层复合连续管，步骤如下：双层复合连续管的循环外管组件和循环内管组件均与井口设备连接，将双层复合连续管放入到地热井内；通过井口设备将液态co2从循环内管保温段顶部注入到循环内管抗拉层内，历经循环内管下部接头、循环内管加重管、循环内管加重管接头、循环内管底部导向头、节流嘴和节流嘴固定丝堵，液态co2从节流嘴喷出，喷出后压力降低，同时在地层高温段取热，液态co2快速气化变为气体，气态co2在循环外管换热管内通过热交换吸收地层热量后，从循环内管组件与循环外管组件之间的环状空间向上返回，历经内部焊接过渡管、外管焊接过渡管和循环外管保温段后到达井口排出至井口设备。
12.本发明的积极效果：解决地下取热成本高、效果差、采收率低等问题，从而实现井下取热。
附图说明
13.图1为本发明结构示意图；图2为本发明循环内管组件结构示意图；图3为本发明扶正卡环俯视结构示意图；图4为本发明节流嘴固定丝堵仰视图；图5为本发明循环内管保温段剖视图；图6为本发明环外管组件结构示意图；图7为本发明循环外管保温段剖视图；图中：1. 循环内管抗拉层；2.循环内管内温层；3.循环内管外保温层；4.循环内管扶正支架；5.扶正卡环；6. 循环内管下部接头；7. 循环内管加重管；8. 循环内管加重管接头；9. 循环内管底部导向头；10. 节流嘴；11. 节流嘴固定丝堵；12. 循环外管外抗拉层；13.循环外管内外夹层保温层；14.循环外管内抗拉层；15. 外管焊接过渡管；16. 内部焊接过渡管；17. 循环外管换热管；18. 循环外管下部导向头。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管，包含内外套设的循环外管组件和循环内管组件，循环外管组件底部封闭；循环内管组件包括循环内管抗拉层1、循环内管内温层2、循环内管外保温层3、循环内管扶正支架4、扶正卡环5、循环内管下部接头6、循环内管加重管7、循环内管加重管接头8、循环内管底部导向头9、节流嘴10和节流嘴固定丝堵11；循环内管抗拉层1、循环内管内温层2和循环内管外保温层3从内到外依次设置组成循环内管保温段，循环内管保温段两端分别设置有两个扶正卡环5，循环内管保温段外环向均匀分布四个循环内管扶正支架4，循环内管扶正支架4的两端分别固定在两个扶正卡环5上，循环内管抗拉层1一端与循环内管下部接头6一端连接，循环内管下部接头6另一端与循环内管加重管7一端螺纹连接，循环内管加重管7另一端通过循环内管加重管接头8与循环内管底部导向头9一端螺纹连接，循环内管底部导向头9另一端与节流嘴固定丝堵11螺纹连接，截流嘴10处于循环内管底部导向头9与节流嘴固定丝堵11之间；循环外管组件包含循环外管外抗拉层12、循环外管内外夹层保温层13、循环外管内抗拉层14、外管焊接过渡管15、内部焊接过渡管16、循环外管换热管17和循环外管下部导向头18；所述循环外管外抗拉层12、循环外管内外夹层保温层13、循环外管内抗拉层14从内向外依次设置组成循环外管保温段；循环外管内抗拉层14和循环外管内外夹层保温层13的一端均伸出循环外管外抗拉层12外，两者伸出端均与内部焊接过渡管16的一端焊接，外管焊接过渡管15套设在循环外管内外夹层保温层13和内部焊接过渡管16外，外管焊接过渡管15一端与循环外管外抗拉层12一端焊接，外管焊接过渡管15内壁与循环外管内外夹层保温层13和内部焊接过渡管16外壁焊接，外管焊接过渡管15另一端与循环外管换热管17一端焊接，循环外管换热管17另一端与循环外管下部导向头18焊接。
15.所述循环内管扶正支架4为两端向内弯折的条状结构，弯折端与扶正卡环5外壁焊接在一起，循环内管扶正支架与循环外管内抗拉层之间留有极小的缝隙。
16.所述循环内管保温段和循环外管保温段上端均与井口设备螺纹连接。
17.两个所述扶正卡环5通过各自的螺栓连接在循环内管保温段上。
18.所述循环外管下部导向头为下端封堵的管状结构，循环外管换热管另一端伸入到循环外管下部导向头内，两者焊接在一起。
19.一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管的使用方法，采用上述双层复合连续管，步骤如下：双层复合连续管的循环外管组件和循环内管组件均与井口设备连接，将双层复合连续管放入到地热井内；通过井口设备将液态co2从循环内管保温段顶部注入到循环内管抗拉层1内，历经循环内管下部接头6、循环内管加重管7、循环内管加重管接头8、循环内管底部导向头9、节流嘴10和节流嘴固定丝堵11，液态co2从节流嘴10在地热井取热段喷出，喷出后压力降低，同时在地热井高温段取热，液态co2快速气化变为气体，气态co2在循环外管换热管17内通过热交换吸收地层热量后，从循环内管组件与循环外管组件之间的环状空间向上返回，历经内部焊接过渡管16、外管焊接过渡管15和循环外管保温段后到达井口排出至井口设备。
20.如图1所示，本实施中一种利用co2循环的地热开发双层复合连续管由循环内管组件和循环外管组件两部分组成。
21.如图2
‑
5所示，本实施中循环内管组件包括循环内管抗拉层1、循环内管内温层2、循环内管外保温层3、循环内管扶正支架4、扶正卡环5、循环内管下部接头6、循环内管加重管7、循环内管加重管接头8、循环内管底部导向头9、节流嘴10和节流嘴固定丝堵11。循环内管抗拉层1、循环内管内温层2、循环内管外保温层3从内到外依次设置组成循环内管保温段，循环内管保温段两端分别设置有两个扶正卡环5，扶正卡环5通过螺栓连接在循环内管保温段外，循环内管保温段外环向均匀分布4个循环内管扶正支架4，循环内管扶正支架4两端通过焊接块焊接在相应的扶正卡环5上，确保循环内管抗拉层1不发生偏移。循环内管保温段上端连接井口，循环内管保温段下端与循环内管下部接头6一端通过焊接块焊接在一起，循环内管下部接头6另一端与循环内管加重管7螺纹连接，循环内管加重管7另一端与循环内管底部导向头9一端通过循环内管加重管接头8螺纹连接，循环内管底部导向头9另一端与节流嘴固定丝堵11螺纹连接，循环内管底部节流嘴10处于循环内管底部导向头9与节流嘴固定丝堵11之间。
22.如图6
‑
7所示，本实施例中循环外管组件主要由循环外管外抗拉层12、循环外管内外夹层保温层13、循环外管内抗拉层14、外管焊接过渡管15、内部焊接过渡管16、循环外管换热管17、循环外管下部导向头18组成。所述循环外管外抗拉层12、循环外管内外夹层保温层13、循环外管内抗拉层14从内向外依次设置组成循环外管保温段。循环外管外抗拉层12与外管焊接过渡管15焊接，循环外管内外夹层保温层13处于循环外管内抗拉层14与循环外管外抗拉层12之间，循环外管内抗拉层14与内管焊接过渡管16焊接，内管焊接过渡管16与外管焊接过渡管15焊接，外管焊接过渡管15与循环外管换热管17焊接，循环外管换热管17与循环外管下部导向头18焊接。
23.以上所述具体实施方式用于说明本发明而非限制本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的构思和原则前提下所做出的等同变化与修改，均属于本发明系统的保护范围。