一种中深层地热井下取热装置的制作方法

1.本发明涉及地热开采技术领域，具体为一种中深层地热井下取热装置。


背景技术：

2.地温是大气与地表结合部的温度状况。地面表层土壤的温度称为地面温度，地面以下土壤中的温度称为地中温度。地温要用特制的地温计来测量。随着能源的开发，通过地热对水进行热交换后在通过管道抽出地表，进而实现对地热进行利用。
3.在授权公告号cn 110230896 b，授权公告日2020.10.27，发明名称为《井下取热装置及井下取热方法》的发明专利中，其包括：水泵、第一套筒和延长管，所述第一套筒的两端均连接有端盖，所述水泵的进水口设置于所述第一套筒内，所述延长管的一端与所述第一套筒连通，另一端用于向井下延伸；所述井下取热装置包括第二套筒和排气管，所述第二套筒设置于所述第一套筒内，所述水泵设置于所述第二套筒内；所述第二套筒的下部封闭，上部设有与所述第一套筒连通的连通孔；所述排气管与所述第二套筒的上部连通。
4.在包括上述专利的现有技术中在开采地热的过程中，通常需要将地下热水抽取至地表，一般利用水泵来对静水液面以下的合适位置进行抽水，通过管道将热水抽取至地面进行利用，但是由于水在加热中的过程随着温度逐渐升高使得溶解在水中的少量氧气以及二氧化碳等气体从水中析出，受热的气体会逐渐填充连接管的上方，在水泵的扬程不变的情况下使得连接管内的水流较小，在上述专利的现有的技术中虽然采用了排气管将填充在连接管的上方的气体通过排气通道进行排出，但是由于排气通道与外界气压进行连通，此时水的沸点为100摄氏度，如果连接管的内的气压增大，使得水的沸点越高，水的沸点的越高后进行热交换的时间的更短，但是如果连接管的气压过大在水泵的扬程不变的情况下就会导致水的流速较小，进而延长了抽取地下水的时间。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种中深层地热井下取热装置，以解决上述现有技术中的不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种中深层地热井下取热装置，包括连接管以及排气通道，还包括：密封块：其设置在排气通道内，具有关闭排气通道的第一位置以及打开排气通道的第二位置；涡轮：其转动连接在连接管内，用于检测水流大小；传动机构：其设置在涡轮上，且与密封块连接；当涡轮转速小于预设值时，使传动组件带动密封块移动至打开排气通道的第二位置以实现将连接管内的气体排出。
7.优选的，所述传动机构包括与涡轮同轴固定连接的主动齿轮组件，所述主动齿轮组件上同轴转动连接有从动齿轮组件；
8.优选的，所述主动齿轮组件具有与从动齿轮组件啮合的第一位置以及与从动齿轮组件不啮合的第二位置。
9.优选的，所述主动齿轮组件包括与涡轮同轴固定连接的中心盘，所述中心盘的径
向方向上设置有多个啮合件以及多个驱动件，各所述啮合件以及驱动件一一对应设置。
10.优选的，各所述啮合件与中心盘之间通过一弹簧连接。
11.优选的，各所述啮合件以及各驱动件之间滑动连接。
12.优选的，所述从动齿轮组件包括与中心盘同轴转动连接的中心齿轮，所述中心齿轮上同轴套接有一连接轴。
13.优选的，所述中心齿轮与连接轴之间设置有涡卷弹簧，避免中心齿轮与啮合件啮合时发生打齿现象。
14.优选的，所述中心齿轮与密封块之间通过一传动杆。
15.优选的，各所述啮合件均设置有一与中心齿轮相啮合的啮合部，当各所述啮合件位于与中心齿轮啮合的第一位置时，各所述啮合部围成一个齿圈。
16.优选的，所述中心齿轮上同轴设置有一套筒，所述套筒内套接有一连接轴，所述涡卷弹簧外套于连接轴上，内套于套筒内。
17.在上述技术方案中，本发明提供的一种中深层地热井下取热装置，其通过涡轮转速用来检测水流的的大小，当连接管内的的气压增大后，此时由于气体填充与连接管的上部空间使得涡轮的转速变小，进而使使无论的转速变小，进而使涡轮带动传动组件运动，进而使传动组件带动密封块移动至打开排气通道的第二位置，此时使排气通道与连接管贯通连接，进而将连接管内的气体排出，进而使连接管的水流能够组件变大，进而缩短了地下水的采集时间。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明一种中深层地热井下取热装置整体结构的示意图；
20.图1a为本发明一种中深层地热井下取热装置正剖视图；
21.图1b为本发明中图1a中的a的局部结构放大示意图；
22.图2为本发明主动齿轮组件的示意图；
23.图2a为本发明中心盘的示意图；
24.图2b为本发明啮合件的示意图；
25.图3为本发明为从动齿轮组件示意图；
26.图4为本发明啮合部与从动齿轮组件不啮合时状态示意图；
27.图4a为本发明啮合部与从动齿轮组件啮合时状态的示意图。
28.附图标记说明：
29.1、连接管；1.1、安装室；1.2、排气通道；1.20、密封块；1.21、排气孔；1.3、涡轮；1.4、主动齿轮组件；1.40、中心盘；1.400、弧形槽；1.401、连接槽；1.402、弹簧；1.41、驱动件；1.410、连接块；1.411、v形杆；1.42、啮合件；1.420、连接块；1.421、安装槽；1.422、啮合部；1.5、从动齿轮组件；1.50、中心齿轮；1.51、套筒；1.52、涡卷弹簧；1.53、连接轴；1.6、传动杆。
具体实施方式
30.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
31.请参阅图1-4a，本发明提供的一种中深层地热井下取热装置，包括连接管1以及排气通道1.2，还包括：密封块1.20：其设置在排气通道1.2内，具有关闭排气通道1.2的第一位置以及打开排气通道1.2的第二位置；
32.涡轮1.3：其转动连接在连接管1内，用于检测水流大小；
33.传动机构：其设置在涡轮1.3上，且与密封块1.20连接；
34.当涡轮1.3转速小于预设值时，使传动组件带动密封块1.20移动至打开排气通道1.2的第二位置以实现将连接管1内的气体排出。
35.具体的，连接管1为两端贯通的中空筒装结构，连接管1的底端与延长管连接，延长管的末端与水泵连接(延长管与连接管1的连接方式以及延长管与水泵的连接方式均属于现有技术，在本技术中不做过多的赘述，延长管与水泵在图中均未画出)，连接管1的上端位于地表上，连接管1的上端贯通连接有一排气通道1.2，由于水受热后溶解在水中的少量氧气、二氧化碳等气体受热或首先会填充连接管1内的上部空间，因此排气通道1.2设置于连接管1的上部，排气通道1.2上开设有多个用于排气的排气孔1.21(如图1和图2所示)；
36.密封块1.20：其设置在排气通道1.2内，用于打开排气通道1.2和关闭排气通道1.2；密封块1.20通过滑动连接或者转动连接在排气通道1.2上或者滑动和转动连接相结合的方式或者其他的方式安装在排气通道1.2内；
37.涡轮1.3：转动连接在连接管1的内部，涡轮1.3位于连接管1的靠下端的位置处，涡轮1.3通过水流进行驱动，当连接管1内的水的流速大时，此时连接管1上部填充少量或者没有填充气体，水流经过连接管1的流速较大，若连接管1内上部填充气体较多时，此时连接管1的气压较大，在水泵扬程不变的情况下，此时由于连接管1内的气压较大，进而使水流较为缓慢的流入连接管1内，使得涡轮1.3的转速较为缓慢，进而通过涡轮1.3转速的大小来实现对水流大小的检测；
38.传动机构：其设置在涡轮1.3上，与涡轮1.3同轴连接，进而通过涡轮1.3转速的大小用来驱动传动机构运动，传动机构的的另一端与密封块1.20连接；传动机构是将圆周运动转化为直线往复运动的机构，通过涡轮1.3带动传动机构运动，当涡轮1.3的转速较为缓慢使，使涡轮1.3带动传动机构运动，津尔氏传动机构带动密封块1.20在排气通道1.2内滑动或者转动，进而将排气通道1.2打开，使得排气通道1.2与连接管1贯通连接，进而将连接管1的气体排出。
39.当涡轮1.3转速小于预设值时，在实施例中的预设值为连接管1的气压达到大于一个标准气压时，此时水泵的扬尘不变的情况下，水流冲击涡轮1.3时涡轮1.3的转速(不考虑水流与连接管1内壁以及涡轮1.3之间的摩擦力)，此时涡轮1.3的转速为预设值时，使无论带动传动组件带动密封块1.20移动至打开排气通道1.2的第二位置以实现将连接管1内的气体排出。
40.在使用的过程中，当水在加热的过程中使水中溶解少量氧气、二氧化碳以及一些其他气体在水中的溶解度降低，进而使受热后气体填充与连接管1内的上部，此时水泵在抽水时，由于连接管1的气压高于一个标准大气压，水泵的扬程不变的情况下使得水的流速较
小，进而使水流对涡轮1.3的冲击力较小，进而使涡轮1.3转速较慢，进而使涡轮1.3带动传动组件运动使得传动组件带动密封块1.20运动，进而使密封块1.20位于打开排气通道1.2的第二位置，将排气通道1.2与连接管1贯通连接，进而将连接管1的气体排出，进而使连接管1的内的涡轮1.3转速变快，节省取水时间。
41.本发明提供的一种中深层地热井下取热装置，其通过涡轮1.3转速用来检测水流的的大小，当连接管1内的的气压增大后，此时由于气体填充与连接管1的上部空间使得涡轮1.3的转速变小，进而使使无论的转速变小，进而使涡轮1.3带动传动组件运动，进而使传动组件带动密封块1.20移动至打开排气通道1.2的第二位置，此时使排气通道1.2与连接管1贯通连接，进而将连接管1内的气体排出，进而使连接管1的水流能够组件变大，进而缩短了地下水的采集时间。
42.参照图1a-4a所示，本发明提供的另一个实施例中，传动机构包括与涡轮1.3同轴固定连接的主动齿轮组件1.4，主动齿轮组件1.4上同轴转动连接有从动齿轮组件1.5；
43.主动齿轮组件1.4具有与从动齿轮组件1.5啮合的第一位置以及与从动齿轮组件1.5不啮合的第二位置。
44.其中，主动齿轮组件1.4包括与涡轮1.3同轴固定连接的中心盘1.40，中心盘1.40的径向方向上设置有多个啮合件1.42以及多个驱动件1.41，各啮合件1.42以及驱动件1.41一一对应设置。
45.各啮合件1.42与中心盘1.40之间通过一弹簧1.402连接。
46.各啮合件1.42以及各驱动件1.41之间滑动连接。
47.中心齿轮1.50与密封块1.20之间通过一传动杆1.6。
48.参照图2所示，从动齿轮组件1.5包括与中心盘1.40同轴转动连接的中心齿轮1.50，中心齿轮1.50上同轴套接有一连接轴1.53。
49.各啮合件1.42均设置有一与中心齿轮1.50相啮合的啮合部1.422，当各啮合件1.42位于与中心齿轮1.50啮合的第一位置时，各啮合部1.422围成一个齿圈。
50.具体的，连接管1的周侧具有一安装室1.1，安装室1.1位于排气通道1.2的下方的，安装时为一中空腔体用于安装主动轮组件以及从动轮组件；主动齿轮组件1.4包括与涡轮1.3同轴固定连接的中心盘1.40，中心盘1.40的径向方向上开设有多个驱动件1.41相适配的弧形槽1.400以及多个与驱动件1.41相适配的连接槽1.401，各连接槽1.401与各弧形槽1.400一一交替布置，各连接槽1.401的内壁均固定连接有一弹簧1.402；
51.驱动件1.41包括v形杆1.411以及固定连接连接v形杆1.411底端的固定连接有一与弧形槽1.400相适配的柱形块1.410；
52.各啮合件1.42包括与连接槽1.401相适配的连接块1.420，各个连接块1.420上均设有以啮合部1.422，各个连接块1.420相对的两个侧壁上贯通开设有一与v形杆1.411相适配的安装槽1.421，各个v形杆1.411的两端分别位于与其对应设置的安装槽1.421内，使得v形杆1.411与连接块1.420相对滑动连接，各连接槽1.401内均固定连接有一弹簧1.402，各弹簧1.402的另一端与各连接块1.420固定连接；
53.密封块1.20在连接管1的轴线方向上运动，(即密封块1.20通过上下往复运动，实现将排气通道1.2打开或者将排气通道1.2关闭)，排气通道1.2的径向方向上开设有一与密封块1.20相适配的通槽，使得密封块1.20在排气通道1.2的径向方向上上下移动，实现将排
气通道1.2打开或者关闭；
54.中心齿轮1.50的偏心位置处铰接有益传动杆1.6的，传动杆1.6的另一端胶接在密封块1.20上。
55.在使用时，当连接管1内的上部被气体填充后，此时连接管1内的气压增大，进而是涡轮1.3的转速较小，使与涡轮1.3同轴固定连接的主动齿轮组件1.4与从动齿轮在组件啮合，进而是主动齿轮组件1.4与从动齿轮组件1.5啮合带动从动齿轮组件1.5转动，进而是从动齿轮带动密封块1.20运动至处于打开通气管道的第二位置，进而将排气通道1.2打开，使得排气通道1.2与连接管1贯通连接进而实现将连接管1内的气体排出；
56.当涡轮1.3低速转动时，使涡轮1.3带动中心盘1.40低速转动，此时中心盘1.40由于低俗转动产生离心力较小，进而使弹簧1.402处于原长状态，使得弹簧1.402对各个各个啮合件1.42进行抵接，进而使各个啮合部1.422围成一齿圈与中心齿轮1.50啮合，进而使中心齿轮1.50转动的过程带动密封块1.20移动，进而使排气通道1.2处于打开的状态，进而将连接管1内的填充的气体排出，此时使连接管1的气压减小，水流增大，进而使涡轮1.3的转速增大；
57.此时连接管1内的气体排出后，水的流速增大，进而使水流带动涡轮1.3高速转动，使得涡轮1.3在高速转动的情况下产生的离心力较大，进而各个驱动件1.41在中心盘1.40的径向方向上移动，使得各个驱动件1.41带动啮合件1.42朝着与中心齿轮1.50不啮合的状态的移动，使得各个啮合件1.42在移动的过程中压缩弹簧1.402，进而吃屎使涡轮1.3带动中心盘1.40转动，而中心齿轮1.50与中心盘1.40同轴转动连接，使得中心齿轮1.50处于相对静止的状态，进而使得密封块1.20位于关闭排气通道1.2内的，使得连接管1的内的气压随着时间的推移逐渐增大，进而提高了水的沸点，缩短了热交换时间。
58.参照图3所示，本发明提供的在一个实施例中，中心齿轮1.50与连接轴1.53之间设置有涡卷弹簧1.52，避免中心齿轮1.50与啮合件1.42啮合时发生打齿现象。
59.中心齿轮1.50上同轴设置有一套筒1.51，套筒1.51内套接有一连接轴1.53，涡卷弹簧1.52外套于连接轴1.53上，内套于套筒1.51内。
60.具体的，中心齿轮1.50的相对于铰接有传动杆1.6的另一个端面同轴设置有一套筒1.51，套筒1.51为端部中空结构，套筒1.51筒套接有一涡卷弹簧1.52，涡卷弹簧1.52的中心套接有一连接轴1.53，涡卷弹簧1.52的一端固定连接在套筒1.51内，涡卷弹簧1.52的另一端固定连接在连接轴1.53上，中心齿轮1.50通过连接轴1.53转动连接在中心盘1.40上。
61.在使用时，当连接管1内的上部被气体填充后，此时连接管1内的气压增大，进而是涡轮1.3的转速较小，使与涡轮1.3同轴固定连接的主动齿轮组件1.4与从动齿轮在组件啮合，进而是主动齿轮组件1.4与从动齿轮组件1.5啮合带动从动齿轮组件1.5转动，进而是从动齿轮带动密封块1.20运动至处于打开通气管道的第二位置，进而将排气通道1.2打开，使得排气通道1.2与连接管1贯通连接进而实现将连接管1内的气体排出；
62.当涡轮1.3低速转动时，使涡轮1.3带动中心盘1.40低速转动，此时中心盘1.40由于低俗转动产生离心力较小，进而使弹簧1.402处于原长状态，使得弹簧1.402对各个各个啮合件1.42进行抵接，进而使各个啮合部1.422围成一齿圈与中心齿轮1.50啮合，进而使中心齿轮1.50转动的过程带动密封块1.20移动，进而使排气通道1.2处于打开的状态，进而将连接管1内的填充的气体排出，此时使连接管1的气压减小，水流增大，进而使涡轮1.3的转
速增大；
63.此时连接管1内的气体排出后，水的流速增大，进而使水流带动涡轮1.3高速转动，使得涡轮1.3在高速转动的情况下产生的离心力较大，进而各个驱动件1.41在中心盘1.40的径向方向上移动，使得各个驱动件1.41带动啮合件1.42朝着与中心齿轮1.50不啮合的状态的移动，使得各个啮合件1.42在移动的过程中压缩弹簧1.402，进而吃屎使涡轮1.3带动中心盘1.40转动，而中心齿轮1.50与中心盘1.40同轴转动连接，使得中心齿轮1.50处于相对静止的状态，进而使得密封块1.20位于关闭排气通道1.2内的，使得连接管1的内的气压随着时间的推移逐渐增大，进而提高了水的沸点，缩短了热交换时间；
64.当连接管1内的气压再次增大时，此时水的流速较慢使得涡轮1.3的流速也较为缓慢，此时弹簧1.402具有一个恢复原长的趋势，进而使得各个啮合件1.42朝着与中心齿轮1.50的位置处移动，由于在啮合件1.42在于中心齿轮1.50不啮合的状态下，中心齿轮1.50处于相对静止的状态，而中心盘1.40移植处于主动的状态，此时啮合部1.422与中心齿轮1.50啮合的过程必然会发打齿现象，当啮合部1.422与中心齿轮1.50抵接后，在涡卷弹簧1.52的作用下使得中心齿轮1.50转动，然后再进行复位，进而使得啮合件1.42与中心齿轮1.50啮合的过程中不会发生打齿现象。
65.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。