隔熱完井管柱的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地熱開采領域，特別涉及一種隔熱完井管柱。
【背景技術】
[0002]地熱是指貯存在地球內部的可再生熱能，通常認為地熱起源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。由于地熱能是儲存在地下的，因此不會受到任何天氣狀況的影響，并且地熱資源同時具有其它可再生能源的所有特點，隨時可以采用，不帶有害物質。地熱資源的開發和利用越來越受到世界各國的重視。
[0003]目前，地熱開發通常使用的完井井筒結構有以下兩種:(1)對于砂巖地熱儲層，一開下套管固井，二開直接下套管，僅封固一開與取水管重疊區域的部分層段，三開懸掛篩管或濾水管取水；(2)對于基巖地熱儲層:一開及二開下套管固井，三開裸眼段取水。
[0004]但是，這些完井井身結構的熱損失嚴重，不能有效地利用地熱。因此，急需一種熱損失較小的完井管柱。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，本發明提出了一種隔熱完井管柱。這種隔熱完井管柱的熱損失很小，降低了地熱在開采過程中的熱損失。
[0006]根據本發明，提出了一種隔熱完井管柱，包括設置在上層的泵室管和插入到泵室管的內而密封相連的取水管，所述取水管延伸到地熱層，在泵室管內設置有隔熱管，隔熱管包括插入到取水管內并密封相連的連接部和處于連接部上方的主體部，主體部與泵室管的內壁隔開而形成隔熱腔。
[0007]根據本發明的隔熱完井管柱，隔熱管與泵室管不接觸，從而在隔熱管與泵室管之間形成了隔熱腔。來自地熱層的地熱水會從取水管流入到隔熱管內，隔熱腔的存在會大大減小地熱水的熱量從隔熱管向泵室管和外界環境的傳導，從而減少了地熱水的熱量損失。
[0008]在一個實施例中，隔熱管為由內管和外管組成的雙層結構，在內管和外管之間形成真空腔。真空腔使得隔熱管本身具有良好的隔熱效果，從而進一步降低了地熱水的熱量的耗散。
[0009]在一個實施例中，在隔熱管的連接部的上設置有密封件。在一個優選的實施例中，密封件為多道平行設置的密封圈。由此，來自取水管的地熱水會直接流入到隔熱管內部，而不會泄漏。
[0010]在一個實施例中，在隔熱管的連接部的下沿還構造有引鞋。引鞋能夠引導隔熱管順利地插入到取水管內，防止連接部上的密封件受到磨損而不能實現密封。在一個優選的實施例中，在取水管的上端還構造有與連接部相配合的徑向向外擴大的配合體。這種配合體也有助于隔熱管的連接部插入到取水管內，從而方便了施工。
[0011]在一個實施例中，配合部的內表面的表面粗糙度在0.32到0.63之間。光滑的配合部有助于隔熱管插入到取水管內，還有助于取水管和隔熱管之間形成密封連接。
[0012]在一個實施例中，在泵室管內設置有水泵組件，隔熱管的上端與水泵組件的入口相連。在一個具體的實施例中，水泵組件包括設置為與泵室管的內壁隔開的殼體和設置殼體內的潛水泵，在殼體上設置有進水口，隔熱管的上端與進水口密封連接。來自隔熱管的熱水就會首先進入到殼體內，然后再由潛水泵泵送到地面上，這樣就避免了熱水與泵室管的接觸，從而減小了熱量損失。
[0013]在一個實施例中，在隔熱管和殼體的外表面上設置有保溫層。通過設置保溫層，能夠進一步降低熱量損失。
[0014]在一個實施例中，連接部的直徑大于主體部的直徑。通過這種結構的隔熱管，可以將隔熱管整體上制作為直徑較小，使得隔熱腔的尺寸較大，以增強隔熱完井管柱的隔熱效果。此外，僅隔熱管的連接部的直徑較大而其余部分較小，也使得在實現隔熱管與取水管連接的同時，隔熱管的重量較小，從而方便了隔熱管的運輸和安裝。
[0015]在一個實施例中，連接部的直徑與連接部的長度之比在1: 1到1: 4之間。這種隔熱管的連接部的長度較長，保證了隔熱管與取水管之間密封連接的可靠性，并且方便在連接部上設置密封件。
[0016]在本申請中，用語“上”是指朝向地表的方向。用語“下”是指背向地表的方向。
[0017]與現有技術相比，本發明的優點在于:在本發明的隔熱完井管柱中，在隔熱管與泵室管之間形成了隔熱腔。隔熱腔的存在會大大減小熱量從隔熱管向泵室管和外界環境的傳導，從而減少了熱量損失。
【附圖說明】
[0018]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中:
[0019]圖1顯示了根據本發明的隔熱完井管柱的結構示意圖。
[0020]圖2顯示了根據本發明的隔熱管的結構示意圖。
[0021]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0023]圖1示意性地顯示了根據本發明的隔熱完井管柱10的結構。如圖1所示，沿從地層深處到地表的方向，隔熱完井管柱10包括以下構件:設置在下層的取水管11、設置在上層的泵室管20，取水管11的上端插入到泵室管20的內部而與泵室管20密封相連，設置在泵室管20內并與取水管11相連的隔熱管21。此外，還可以將用于抽水的水泵組件22設置在泵室管20內，并且隔熱管21的上端與水泵組件22的入口相連，水泵組件22的出口延伸到地表。還可以地是，泵室管20向上延伸到地表，取水管11向下延伸到地熱層12內以開采地熱水。這樣，地熱水會流過取水管11、隔熱管21和水泵組件22 (如圖1中的方向A)。
[0024]下面對隔熱完井管柱10的各個部分進行詳細介紹。
[0025]如圖1所示，取水管11的下部構造為篩管或濾水管15以取地熱水。在另一個實施例中，篩管15與取水管11的其余部分為可分體成型，即首先分別制造篩管15和取水管11的其余部分，然后再將兩者裝配到一起。
[0026]如圖1所示，泵室管20的內徑大于取水管11的外徑，使得取水管11的上端可插入到泵室管20的下端內部并且密封固定連接。在一個實施例中，泵室管20的內徑為339.7mm ;而取水管11的外徑為177.8mm,即泵室管20的內徑大于為取水管11的外徑的兩倍。泵室管20的內徑的內徑如此大以方便向泵室管20內設置隔熱管21和水泵組件22。
[0027]泵室管20通常延伸到地表，并且其長度大約為300米到450米。也就是說，泵室管20位于從地表向下深度在300米到450米的地層范圍內。在這種地層范圍中，地層的溫度與所開采的地熱水的溫度相差很大，如果地熱水由泵室管20輸送，則會導致地熱水的熱量向周圍環境(即，地層