一种地热井的井身结构的制作方法

1.本实用新型属于地热能开发和利用技术领域，尤其涉及取热不取水地热开发方式使用的一种地热井的井身结构。


背景技术：

2.中深层地热能作为稳定可靠、储量大、分布广、可重复利用的可再生能源的一种，目前为地热开发的重点方向，现有技术中，用于中深层地热能开发的地热井的结构一般分为：1、抽采回灌井，通过在合适地层分别钻取“抽采井”和“回灌井”，在“抽采井”中下入深井泵抽取地下热水与地上热泵系统换热后再经“回灌井”利用一定工艺回灌回相应地层；2、同轴套管式中深层地热井，在井下通过同轴套管进行单井内部流体循环，基于热传导方式与地层间进行换热，从而达到“取热不取水”的目的；3、水平对接换热井，分别钻取2000～4000m钻深的水平工程井和直井，分段下入套管，在合适热储层深度采用玻璃套管对接或洞穴对接完井。
3.随着供暖期的增加，中深层地热开发中存在着许多亟待解决的核心技术问题，如：部分抽采回灌井出现回灌量小、回灌效率低、回灌堵塞等问题，同轴套管式中深层地热井容易受到井身尺寸的限制，受换热段长度影响，不能达到理想的换热量；水平工程井虽能增加换热量，同时也对场地以及成本控制提出了更高的要求。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术的阐述，本实用新型提供换热能力高的一种地热井的井身结构。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种地热井的井身结构，包括水平工程井两口和直井一口，所述直井包括直井一开井身和直井二开井身，直井一开井身位于地面至稳定土层或基岩内，直井二开井身位于直井一开井身底至目标热储层；水平工程井包括水平工程井a和水平工程井b；水平工程井a包括水平工程井a一开井身和水平工程井a二开井身，水平工程井a二开井身位于水平工程井a一开井身底部，水平工程井b包括水平工程井b一开井身和水平工程井b二开井身，水平工程井b二开井身位于水平工程井b一开井身底部；其中水平工程井a一开井身和水平工程井b一开井身位于地面至稳定黏土层或基岩间，水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身位于目标热储层，水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身分别与直井二开井封闭连通。
7.上述技术方案中，所述直井一开井身内部设置有直井一开套管；直井二开井身内部设置有直井二开套管a、直井二开套管b、玻璃钢套管，玻璃钢套管位于对接点处，直井二开套管a位于地面至直井与水平工程井的对接点处，直井二开套管b位于对接点至直井二开井身的底部。
8.上述技术方案中，所述水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身与直井二开
井身连通的连接方式择一选择为：玻璃钢套管对接方式或洞穴对接方式。
9.上述技术方案中，所述水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身的对接点在玻璃钢套管上纵向分布。
10.上述技术方案中，所述水平工程井包括垂直段、造斜段和水平段，水平工程井水平段的末端与直井二开井身及玻璃钢套管无缝连接。
11.上述技术方案中，所述直井二开套管a靠近地面一定距离外层包有聚氨酯泡沫保温材料。
12.上述技术方案中，所述直井一开井身井壁与直井一开套管间灌满直井一开固井水泥；直井二开套管a与直井一开套管、直井二开井身井壁、井底均灌满直井二开固井水泥。
13.上述技术方案中，所述水平工程井a一开井身内部设置水平工程井a一开套管，水平工程井b一开井身内部设置水平工程井b一开套管；所述水平工程井a二开井身内部设置水平工程井a二开套管，水平工程井b二开井身内部设置水平工程井b二开套管；所述水平工程井a一开井身与水平工程井a一开套管之间填充一开固井水泥；所述水平工程井b一开井身与水平工程井b一开套管之间填充一开固井水泥；所述水平工程井a二开井身与水平工程井a二开套管之间填充二开固井水泥；所述水平工程井b二开井身与水平工程井b二开套管之间填充二开固井水泥。
14.本实用新型通过改变常规对接井的布置形式，水平工程井内的套管和直井井内的套管对接形成“山”型回路，利用井内套管作为换热通道，两路进水增加了系统地源侧循环水量，增大了换热量，在满足相同水量的前提下减少了直井数量，减少了占地面积，同时节约了成本；全固井技术使得热媒水与地热只实现热交换，不取用地下水，保护了地下水资源，绿色环保。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型整体结构示意图。
17.图中：1直井一开井身；2直井二开井身；3直井一开套管；4直井二开套管a；5直井二开套管b；6玻璃钢套管；7直井一开固井水泥；8直井二开固井水泥；9聚氨酯泡沫保温材料；10水平工程井a一开井身；11水平工程井b一开井身；12水平工程井a二开井身；13水平工程井b二开井身；14水平工程井a一开套管；15水平工程井b一开套管；16水平工程井a二开套管；17水平工程井b二开套管；18一开固井水泥；19二开固井水泥。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型专利的附图，对本实用新型专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。
19.根据图1所示，实施例所示的一种地热井的井身结构，包括水平工程井两口和直井一口，直井包括直井一开井身和直井二开井身，直井一开井身位于地面至稳定土层或基岩内，直井二开井身位于直井一开井身底至目标热储层；水平工程井包括水平工程井a和水平工程井b；水平工程井a包括水平工程井a一开井身和水平工程井a二开井身，水平工程井a二开井身位于水平工程井a一开井身底部，水平工程井b包括水平工程井b一开井身和水平工程井b二开井身，水平工程井b二开井身位于水平工程井b一开井身底部；其中水平工程井a一开井身和水平工程井b一开井身位于地面至稳定黏土层或基岩间，水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身位于目标热储层，水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身分别与直井二开井封闭连通，直井和水平工程井在底部对接连接，整体管路呈“山”型结构。
20.直井一开井身内部设置有直井一开套管；直井二开井身内部设置有直井二开套管a、直井二开套管b、玻璃钢套管，玻璃钢套管位于对接点处，直井二开套管a位于地面至直井与水平工程井的对接点处，直井二开套管b位于对接点至直井二开井身的底部，直井二开套管b与玻璃钢套管之间通过螺纹连接。
21.水平工程井a二开井身和水平工程井b二开井身与直井二开井身连通的连接方式择一选择为：玻璃钢套管对接方式或洞穴对接方式。
22.水平工程井包括垂直段、造斜段和水平段，水平工程井水平段的末端与直井二开井身及玻璃钢套管无缝连接。
23.直井二开套管a靠近地面一定距离外层包有聚氨酯泡沫保温材料，聚氨酯泡沫保温材料的长度不超过直井二开套管a的长度。
24.直井一开井身井壁与直井一开套管间灌满直井一开固井水泥；直井二开套管a与直井一开套管、直井二开井身井壁、井底均灌满直井二开固井水泥。
25.水平工程井a一开井身内部设置水平工程井a一开套管，水平工程井b一开井身内部设置水平工程井b一开套管，水平工程井a一开套管和水平工程井b一开套管通常选择用若干根相同材质、相同规格的j55/n80钢级的石油套管，水平工程井a二开井身内部设置水平工程井a二开套管，水平工程井b二开井身内部设置水平工程井b二开套管，水平工程井a二开套管和水平工程井b二开套管通常选择不大于水平工程井a一开套管和水平工程井b一开套管尺寸的j55/n80钢级的石油套管或无缝钢管；水平工程井a二开套管和水平工程井b二开套管下套管时，底部安装可钻式浮箍、浮鞋，固井时防止水泥浆逆流，固井完成后钻掉形成通道；套管与浮箍、浮鞋之间用螺纹连接。
26.水平工程井a一开井身与水平工程井a一开套管之间填充一开固井水泥；所述水平工程井b一开井身与水平工程井b一开套管之间填充一开固井水泥；所述水平工程井a二开井身与水平工程井a二开套管之间填充二开固井水泥；所述水平工程井b二开井身与水平工程井b二开套管之间填充二开固井水泥。
27.直井二开套管b的规格尺寸和水平工程井a二开套管和水平工程井b二开套管的规格尺寸的选择应保证，水平工程井和直井对接时，水平工程井a二开套管和水平工程井b二开套管的管横截面尺寸小于直井二开套管b横截面，水平工程井a二开套管和水平工程井b二开套管的对接点在直井二开套管玻璃钢套管上纵向分布。
28.直井与水平工程井均采用实现套管内流体与地层完全隔离，实现“取热不取水”。
29.以上所述，仅为本实用新型专利的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围
并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。