隔热完井管柱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地热开采领域，特别涉及一种隔热完井管柱。
【背景技术】
[0002]地热是指贮存在地球内部的可再生热能，通常认为地热起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质。地热资源的开发和利用越来越受到世界各国的重视。
[0003]目前，地热开发通常使用的完井井筒结构有以下两种:(1)对于砂岩地热储层，一开下套管固井，二开直接下套管，仅封固一开与取水管重叠区域的部分层段，三开悬挂筛管或滤水管取水；(2)对于基岩地热储层:一开及二开下套管固井，三开裸眼段取水。
[0004]但是，这些完井井身结构的热损失严重，不能有效地利用地热。因此，急需一种热损失较小的完井管柱。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提出了一种隔热完井管柱。这种隔热完井管柱的热损失很小，降低了地热在开采过程中的热损失。
[0006]根据本发明，提出了一种隔热完井管柱，包括设置在上层的泵室管和插入到泵室管的内而密封相连的取水管，所述取水管延伸到地热层，在泵室管内设置有隔热管，隔热管包括插入到取水管内并密封相连的连接部和处于连接部上方的主体部，主体部与泵室管的内壁隔开而形成隔热腔。
[0007]根据本发明的隔热完井管柱，隔热管与泵室管不接触，从而在隔热管与泵室管之间形成了隔热腔。来自地热层的地热水会从取水管流入到隔热管内，隔热腔的存在会大大减小地热水的热量从隔热管向泵室管和外界环境的传导，从而减少了地热水的热量损失。
[0008]在一个实施例中，隔热管为由内管和外管组成的双层结构，在内管和外管之间形成真空腔。真空腔使得隔热管本身具有良好的隔热效果，从而进一步降低了地热水的热量的耗散。
[0009]在一个实施例中，在隔热管的连接部的上设置有密封件。在一个优选的实施例中，密封件为多道平行设置的密封圈。由此，来自取水管的地热水会直接流入到隔热管内部，而不会泄漏。
[0010]在一个实施例中，在隔热管的连接部的下沿还构造有引鞋。引鞋能够引导隔热管顺利地插入到取水管内，防止连接部上的密封件受到磨损而不能实现密封。在一个优选的实施例中，在取水管的上端还构造有与连接部相配合的径向向外扩大的配合体。这种配合体也有助于隔热管的连接部插入到取水管内，从而方便了施工。
[0011]在一个实施例中，配合部的内表面的表面粗糙度在0.32到0.63之间。光滑的配合部有助于隔热管插入到取水管内，还有助于取水管和隔热管之间形成密封连接。
[0012]在一个实施例中，在泵室管内设置有水泵组件，隔热管的上端与水泵组件的入口相连。在一个具体的实施例中，水泵组件包括设置为与泵室管的内壁隔开的壳体和设置壳体内的潜水泵，在壳体上设置有进水口，隔热管的上端与进水口密封连接。来自隔热管的热水就会首先进入到壳体内，然后再由潜水泵泵送到地面上，这样就避免了热水与泵室管的接触，从而减小了热量损失。
[0013]在一个实施例中，在隔热管和壳体的外表面上设置有保温层。通过设置保温层，能够进一步降低热量损失。
[0014]在一个实施例中，连接部的直径大于主体部的直径。通过这种结构的隔热管，可以将隔热管整体上制作为直径较小，使得隔热腔的尺寸较大，以增强隔热完井管柱的隔热效果。此外，仅隔热管的连接部的直径较大而其余部分较小，也使得在实现隔热管与取水管连接的同时，隔热管的重量较小，从而方便了隔热管的运输和安装。
[0015]在一个实施例中，连接部的直径与连接部的长度之比在1: 1到1: 4之间。这种隔热管的连接部的长度较长，保证了隔热管与取水管之间密封连接的可靠性，并且方便在连接部上设置密封件。
[0016]在本申请中，用语“上”是指朝向地表的方向。用语“下”是指背向地表的方向。
[0017]与现有技术相比，本发明的优点在于:在本发明的隔热完井管柱中，在隔热管与泵室管之间形成了隔热腔。隔热腔的存在会大大减小热量从隔热管向泵室管和外界环境的传导，从而减少了热量损失。
【附图说明】
[0018]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0019]图1显示了根据本发明的隔热完井管柱的结构示意图。
[0020]图2显示了根据本发明的隔热管的结构示意图。
[0021]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0023]图1示意性地显示了根据本发明的隔热完井管柱10的结构。如图1所示，沿从地层深处到地表的方向，隔热完井管柱10包括以下构件:设置在下层的取水管11、设置在上层的泵室管20，取水管11的上端插入到泵室管20的内部而与泵室管20密封相连，设置在泵室管20内并与取水管11相连的隔热管21。此外，还可以将用于抽水的水泵组件22设置在泵室管20内，并且隔热管21的上端与水泵组件22的入口相连，水泵组件22的出口延伸到地表。还可以地是，泵室管20向上延伸到地表，取水管11向下延伸到地热层12内以开采地热水。这样，地热水会流过取水管11、隔热管21和水泵组件22 (如图1中的方向A)。
[0024]下面对隔热完井管柱10的各个部分进行详细介绍。
[0025]如图1所示，取水管11的下部构造为筛管或滤水管15以取地热水。在另一个实施例中，筛管15与取水管11的其余部分为可分体成型，即首先分别制造筛管15和取水管11的其余部分，然后再将两者装配到一起。
[0026]如图1所示，泵室管20的内径大于取水管11的外径，使得取水管11的上端可插入到泵室管20的下端内部并且密封固定连接。在一个实施例中，泵室管20的内径为339.7mm ;而取水管11的外径为177.8mm,即泵室管20的内径大于为取水管11的外径的两倍。泵室管20的内径的内径如此大以方便向泵室管20内设置隔热管21和水泵组件22。
[0027]泵室管20通常延伸到地表，并且其长度大约为300米到450米。也就是说，泵室管20位于从地表向下深度在300米到450米的地层范围内。在这种地层范围中，地层的温度与所开采的地热水的温度相差很大，如果地热水由泵室管20输送，则会导致地热水的热量向周围环境(即，地层