CN211146942U - 地热水利用后回灌系统 - Google Patents

Abstract

地热水利用后回灌系统，包括储水箱、回灌管、回灌筛管和采用三开钻井的方式开设的回灌井，回灌井的下端伸入到热储含水层，回灌井内自上而下依次设置有一开段固井套管、二开段固井套管和三开段固井筛管，回灌管设置在一开段固井套管和二开段固井套管内部，回灌筛管设置在三开段固井筛管内部，地面上设有用于支撑固定回灌管的支架，储水箱顶部设置有进水管接头，储水箱的下侧部设有与回灌管上端口连接的灌水管，灌水管上设有第一阀门。本实用新型原理科学，结构简单，保证采用重力作用下的回灌作业的正常进行，并可监控在回灌过程中是否出现堵塞，堵塞后马上抽出淤泥等杂物进行洗井，还可以提高效率进行增压回灌作业。

Description

地热水利用后回灌系统

技术领域

本实用新型属于地热能利用技术领域，具体涉及一种地热水利用后回灌系统。

背景技术

地热能是一种清洁且可循环利用的能源，地下水作为地热载体被广泛运用于工业、农业、养殖、旅游、生活等行业。深层地热井提取的热水在利用后需要通过回灌井回灌到热储含水层中。目前，常规的自流回灌的方式满足不了百分之百的回灌，地热水在回灌过程主要采用增压回灌方式，增压回灌会导致回灌压力逐年增加和回灌效率下降的问题，长期的增压强制回灌会导致热储含水层的结构破坏，最终导致回灌井堵塞难以回灌。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种回灌顺畅、不易堵塞、可对回灌井进行回扬洗井的地热水利用后回灌系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：地热水利用后回灌系统，包括储水箱、回灌管、回灌筛管和采用三开钻井的方式开设的回灌井，回灌井的下端伸入到热储含水层，回灌井内自上而下依次设置有一开段固井套管、二开段固井套管和三开段固井筛管，储水箱设置在地面上并邻近回灌井，回灌管下端与回灌筛管上端连接，回灌管和回灌筛管的外径相等且均小于三开段固井筛管的内径，回灌管设置在一开段固井套管和二开段固井套管内部，回灌筛管设置在三开段固井筛管内部，三开段固井筛管和回灌筛管均位于热储含水层内，地面上设有用于支撑固定回灌管的支架，储水箱顶部设置有进水管接头，储水箱的下侧部设有与回灌管上端口连接的灌水管，灌水管上设有第一阀门。

还包括四通管、注水管和回扬管，四通管的第一个端口与回灌管的上端口连接，四通管的第二个端口与灌水管的出口连接，四通管的第三个端口与注水管的出口连接，四通管的第四个端口与回扬管的进口连接，注水管的进口伸入到储水箱内的水面下，注水管上沿水流方向依次设置有第二阀门和注水泵，回扬管上沿水流方向依次设置有第三阀门和回扬泵。

进水管接头内部设置有可更换的滤网。

回灌管的上端设置有第一压力表。

地面上设置有气泵，一开段固井套管内部设置有套在回灌管外部的环形气囊，气泵通过注气管与环形气囊顶部连接，注气管上设有第二压力表，二开段固井套管的上端口处设置有无线液位传感器。

采用上述技术方案，地热水在利用后通过进水管接头排入到储水箱内，滤网的设置可避免较大的杂物进入到储水箱，减少回灌作业时的堵塞问题。正常回灌时，打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门，储水箱内的水经灌水管自动流入到回灌管内，沿回灌管向下流入回灌筛管，经回灌筛管上的筛孔和三开段固井筛管上的筛孔后回灌到热储含水层中。在正常回灌过程中，回灌管内的水位出现上升，由于回灌管内部、一开段固井套管内部和二开段固井套管内部构成连通管结构，水位也会在二开段固井套管向上升高，当水位接触到无线液位传感器时，无线液位传感器向地面的控制室发出信号，工作人员马上启动气泵，气泵通过注气管向环形气囊中注入空气，环形气囊膨胀，将一开段固井套管与回灌管之间的空间封堵，接着关闭第一阀门，打开第三阀门，开启回扬泵，回扬泵将回灌管内的水向外抽，由于地热水抽采井距离回灌井不远，而且回灌的热储含水层与抽采的热储含水层为同一水层，当回扬泵向外抽水时，抽采井附近的地热水就向回采井流动，回扬泵将回灌井三开段固井筛管处的淤泥等杂物抽出，直到回扬泵抽出的水的水温与抽采井抽出的地热水温差不多时，关闭回扬泵和第二阀门，开启第一阀门，储水箱内水继续进行回灌作业。同时也将环形气囊放气，回复正常。

当储水箱内的进水速度大于回灌速度时，储水箱内的液位会升高，此时可关闭第一阀门，打开第二阀门，开启注水泵，注水泵将储水箱内的水抽出向回灌管内注入，通过增压注水的方式提高回灌效率。

另外，本实用新型的回灌井采用三开式钻井结构，回灌井可以为直井和丛式井，在回灌井内自上而下依次设置一开段固井套管、二开段固井套管和三开段固井筛管，这样可起到良好的固井效果，确保回灌管与三开段固井筛管、二开段固井套管之间均具有环形间隙，这种连通器结构可用于监测回灌作业是否堵塞，以便即时进行回扬洗井。

第一压力表用于监测注水泵在进行注水作业时回灌管内的压力；第一压力表用于监测注气管的压力，在确保环形气囊密封的同时，避免环形气囊被压破。

综上所述，本实用新型原理科学，结构简单，保证采用重力作用下的回灌作业的正常进行，并可监控在回灌过程中是否出现堵塞，堵塞后马上抽出淤泥等杂物进行洗井，还可以提高效率进行增压回灌作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的地热水利用后回灌系统，包括储水箱1、回灌管2、回灌筛管3和采用三开钻井的方式开设的回灌井，回灌井的下端伸入到热储含水层4，回灌井内自上而下依次设置有一开段固井套管5、二开段固井套管6和三开段固井筛管7，储水箱1设置在地面上并邻近回灌井，回灌管2下端与回灌筛管3上端连接，回灌管2和回灌筛管3的外径相等且均小于三开段固井筛管7的内径，回灌管2设置在一开段固井套管5和二开段固井套管6内部，回灌筛管3设置在三开段固井筛管7内部，三开段固井筛管7和回灌筛管3均位于热储含水层4内，地面上设有用于支撑固定回灌管2的支架12，储水箱1顶部设置有进水管接头8，储水箱1的下侧部设有与回灌管2上端口连接的灌水管9，灌水管9上设有第一阀门10。

本实用新型还包括四通管11、注水管13和回扬管14，四通管11的第一个端口与回灌管2的上端口连接，四通管11的第二个端口与灌水管9的出口连接，四通管11的第三个端口与注水管13的出口连接，四通管11的第四个端口与回扬管14的进口连接，注水管13的进口伸入到储水箱1内的水面下，注水管13上沿水流方向依次设置有第二阀门15和注水泵16，回扬管14上沿水流方向依次设置有第三阀门17和回扬泵18。

进水管接头8内部设置有可更换的滤网。

回灌管2的上端设置有第一压力表19。

地面上设置有气泵20，一开段固井套管5内部设置有套在回灌管2外部的环形气囊21，气泵20通过注气管22与环形气囊21顶部连接，注气管22上设有第二压力表24，二开段固井套管6的上端口处设置有无线液位传感器23。

本实用新型的工作过程为：地热水在利用后通过进水管接头8排入到储水箱1内，滤网的设置可避免较大的杂物进入到储水箱1，减少回灌作业时的堵塞问题。正常回灌时，打开第一阀门10，关闭第二阀门15和第三阀门17，储水箱1内的水经灌水管9自动流入到回灌管2内，沿回灌管2向下流入回灌筛管3，经回灌筛管3上的筛孔和三开段固井筛管7上的筛孔后回灌到热储含水层4中。在正常回灌过程中，回灌管2内的水位出现上升，由于回灌管2内部、一开段固井套管5内部和二开段固井套管6内部构成连通管结构，水位也会在二开段固井套管6向上升高，当水位接触到无线液位传感器23时，无线液位传感器23向地面的控制室发出信号，工作人员马上启动气泵20，气泵20通过注气管22向环形气囊21中注入空气，环形气囊21膨胀，将一开段固井套管5与回灌管2之间的空间封堵，接着关闭第一阀门10，打开第三阀门17，开启回扬泵18，回扬泵18将回灌管2内的水向外抽，由于地热水抽采井距离回灌井不远，而且回灌的热储含水层4与抽采的热储含水层4为同一水层，当回扬泵18向外抽水时，抽采井附近的地热水就向回采井流动，回扬泵18将回灌井三开段固井筛管7处的淤泥等杂物抽出，直到回扬泵18抽出的水的水温与抽采井抽出的地热水温差不多时，关闭回扬泵18和第二阀门15，开启第一阀门10，储水箱1内水继续进行回灌作业。同时也将环形气囊21放气，回复正常。

当储水箱1内的进水速度大于回灌速度时，储水箱1内的液位会升高，此时可关闭第一阀门10，打开第二阀门15，开启注水泵16，注水泵16将储水箱1内的水抽出向回灌管2内注入，通过增压注水的方式提高回灌效率。

另外，本实用新型的回灌井采用三开式钻井结构，回灌井可以为直井和丛式井，在回灌井内自上而下依次设置一开段固井套管5、二开段固井套管6和三开段固井筛管7，这样可起到良好的固井效果，确保回灌管2与三开段固井筛管7、二开段固井套管6之间均具有环形间隙，这种连通器结构可用于监测回灌作业是否堵塞，以便即时进行回扬洗井。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.地热水利用后回灌系统，其特征在于：包括储水箱、回灌管、回灌筛管和采用三开钻井的方式开设的回灌井，回灌井的下端伸入到热储含水层，回灌井内自上而下依次设置有一开段固井套管、二开段固井套管和三开段固井筛管，储水箱设置在地面上并邻近回灌井，回灌管下端与回灌筛管上端连接，回灌管和回灌筛管的外径相等且均小于三开段固井筛管的内径，回灌管设置在一开段固井套管和二开段固井套管内部，回灌筛管设置在三开段固井筛管内部，三开段固井筛管和回灌筛管均位于热储含水层内，地面上设有用于支撑固定回灌管的支架，储水箱顶部设置有进水管接头，储水箱的下侧部设有与回灌管上端口连接的灌水管，灌水管上设有第一阀门。

2.根据权利要求1所述的地热水利用后回灌系统，其特征在于：还包括四通管、注水管和回扬管，四通管的第一个端口与回灌管的上端口连接，四通管的第二个端口与灌水管的出口连接，四通管的第三个端口与注水管的出口连接，四通管的第四个端口与回扬管的进口连接，注水管的进口伸入到储水箱内的水面下，注水管上沿水流方向依次设置有第二阀门和注水泵，回扬管上沿水流方向依次设置有第三阀门和回扬泵。

3.根据权利要求1所述的地热水利用后回灌系统，其特征在于：进水管接头内部设置有可更换的滤网。

4.根据权利要求1所述的地热水利用后回灌系统，其特征在于：回灌管的上端设置有第一压力表。

5.根据权利要求2所述的地热水利用后回灌系统，其特征在于：地面上设置有气泵，一开段固井套管内部设置有套在回灌管外部的环形气囊，气泵通过注气管与环形气囊顶部连接，注气管上设有第二压力表，二开段固井套管的上端口处设置有无线液位传感器。

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