本發(fā)明屬于地?zé)豳Y源開采，特別是涉及一種高效開采地?zé)豳Y源的換熱套管裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、地?zé)崮苁且环N清潔的可再生能源，開發(fā)利用地?zé)崮?，特別是深層地?zé)豳Y源的開發(fā)已逐漸成為新能源發(fā)展的重點(diǎn)關(guān)注方向之一，目前地?zé)豳Y源開發(fā)利用不僅包括供暖、種植等直接利用，還能夠?qū)崿F(xiàn)地?zé)嶂评?、中高溫地?zé)豳Y源發(fā)電，此外，地?zé)豳Y源開發(fā)也從中淺層水熱型資源，向著深層地?zé)?、干熱巖資源等更深賦存地層發(fā)展，利用管內(nèi)工質(zhì)的相變，可以將熱量迅速地從高溫段傳輸?shù)降蜏囟?，是目前最有效的傳熱設(shè)備之一。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，公開號(hào)為“cn107144035a”的中國(guó)專利公開了一種工質(zhì)循環(huán)流量可調(diào)控的回路熱管式地?zé)衢_采系統(tǒng)，根據(jù)控制單向閥或蒸汽泵、單向節(jié)流閥、地表?yè)Q熱器的換熱溫度以及根據(jù)蓄液箱液體高度，來實(shí)現(xiàn)工質(zhì)液體的循環(huán)流量可控，從而實(shí)現(xiàn)外套管內(nèi)不積液、不干燒，且為膜態(tài)沸騰，使熱管傳熱效率最大化。

3、但現(xiàn)有技術(shù)仍存在較大不足，如：

4、在地?zé)釗Q熱管置入地層內(nèi)部時(shí)，采用工質(zhì)循環(huán)流體不斷受熱氣化，通過熱蒸汽的方式將熱量上升傳遞，但是在熱蒸汽上升的過程中容易受到外部環(huán)境的影響，在外部溫度較低時(shí)，熱蒸汽上升的壓力會(huì)受到外部溫度的影響而下降，使得熱傳遞效率大大下降，而且工質(zhì)循環(huán)流體不斷加熱循環(huán)時(shí)，高溫也會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁和循環(huán)設(shè)備產(chǎn)生影響，導(dǎo)致管道內(nèi)壁涂層和鐵屑等雜質(zhì)脫落，在管道內(nèi)部發(fā)生沉積和結(jié)塊，使得管道的換熱效率大大下降。

5、為此，我們提供了一種高效開采地?zé)豳Y源的換熱套管裝置及方法，用以解決上述中的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高效開采地?zé)豳Y源的換熱套管裝置及方法，通過循環(huán)組件、分流組件、換熱組件和導(dǎo)熱組件的配合，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的地?zé)釗Q熱管通過熱蒸汽換熱時(shí)，容易受到外部氣溫的影響，使得換熱效率下降，而且工質(zhì)循環(huán)流體不斷加熱時(shí)，工質(zhì)循環(huán)流體內(nèi)部會(huì)不斷積蓄來自管道內(nèi)壁和循環(huán)設(shè)備內(nèi)部的雜質(zhì)，影響換熱效率的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明為一種高效開采地?zé)豳Y源的換熱套管裝置，包括地?zé)釋?，所述地?zé)釋觾?nèi)部安裝有地?zé)峁?，所述地?zé)峁鼙砻娴撞堪惭b有吸熱金屬片；

4、所述地?zé)釋禹敳吭O(shè)置有循環(huán)組件，循環(huán)組件包括主水箱，所述主水箱安裝于地?zé)釋禹敳?，所述主水箱一?cè)固定連接有副水箱，所述副水箱前側(cè)連通有加壓泵，所述地?zé)峁軆?nèi)部分別設(shè)置有第一循環(huán)管和第二循環(huán)管，通過循環(huán)組件對(duì)地?zé)釋觾?nèi)的熱能進(jìn)行循環(huán)利用；

5、所述主水箱前側(cè)設(shè)置有分流組件，通過分流組件對(duì)第一循環(huán)管和第二循環(huán)管的開合進(jìn)行控制；

6、所述主水箱頂部設(shè)置有換熱組件，通過換熱組件對(duì)地?zé)釋觾?nèi)部收集的溫度進(jìn)行傳導(dǎo)；

7、所述地?zé)峁鼙砻嬖O(shè)置有導(dǎo)熱組件，通過導(dǎo)熱組件將地?zé)釋拥臒崃繉?duì)二次循環(huán)的工質(zhì)循環(huán)流體進(jìn)行預(yù)熱。

8、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述分流組件包括密封殼，所述密封殼連通于第一循環(huán)管內(nèi)部，所述第一循環(huán)管頂部連通有第一水管，所述密封殼一側(cè)固定連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端固定連接有轉(zhuǎn)桿，所述轉(zhuǎn)桿另一端貫穿至密封殼內(nèi)部并固定連接有球閥，所述球閥內(nèi)部開設(shè)有通口。

9、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述第一循環(huán)管與第二循環(huán)管表面均套設(shè)有支撐管，所述第一循環(huán)管后端與主水箱連通，所述第一水管頂端與密封殼連通，所述第二循環(huán)管頂端貫穿地?zé)峁懿⑴c主水箱連通。

10、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述密封殼底部連通有第二水管，所述第二水管另一端與加壓泵連通，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主水箱之間固定連接有支架。

11、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述換熱組件包括蒸汽管，所述蒸汽管連通于地?zé)峁茼敹?，所述蒸汽管?nèi)部設(shè)置有蒸汽渦輪，所述蒸汽渦輪內(nèi)部固定連接有傳動(dòng)軸，所述蒸汽管一側(cè)固定連接有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)輸出端貫穿蒸汽管并與傳動(dòng)軸固定連接，所述蒸汽管后端連通有板式換熱器，所述板式換熱器后側(cè)連通有排水管。

12、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述蒸汽管內(nèi)部固定連接有循環(huán)導(dǎo)熱管，所述循環(huán)導(dǎo)熱管前端貫穿蒸汽管并與第二水管連通，所述循環(huán)導(dǎo)熱管表面套設(shè)有電磁閥，所述循環(huán)導(dǎo)熱管后端貫穿蒸汽管并與副水箱連通，所述板式換熱器底部連通有第三水管，所述第三水管底端與主水箱連通。

13、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述導(dǎo)熱組件包括儲(chǔ)溫管，所述儲(chǔ)溫管分別固定于第一循環(huán)管與第二循環(huán)管表面，所述儲(chǔ)溫管頂部設(shè)置有密封塞。

14、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述第一循環(huán)管表面套設(shè)有第一單向閥，所述第二循環(huán)管表面套設(shè)有第二單向閥。

15、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述地?zé)峁鼙砻婀潭ㄟB接有保溫管，所述主水箱與副水箱前側(cè)均連通有進(jìn)水管。

16、一種高效開采地?zé)豳Y源的換熱套管裝置的方法，包括以下步驟；

17、s1：將地?zé)峁苤萌氲責(zé)釋雍螅梢詫⒐べ|(zhì)循環(huán)流體注入主水箱和副水箱內(nèi)，進(jìn)入主水箱內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)流體可以通過第一循環(huán)管和第二循環(huán)管進(jìn)入地?zé)峁?，工質(zhì)循環(huán)流體進(jìn)入地?zé)峁軆?nèi)時(shí)，當(dāng)工質(zhì)循環(huán)流體進(jìn)入地?zé)峁艿?，其溫度通常比周圍的地?zé)崃黧w低，由于熱水或蒸汽的密度較低，它們會(huì)傾向于上浮，而冷的地?zé)崃黧w則下沉，這種自然對(duì)流效應(yīng)可以促進(jìn)熱量的傳遞，使得工質(zhì)循環(huán)流體與地?zé)崃黧w之間的熱交換更為高效，使其在地?zé)崃黧w周圍形成對(duì)流，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，地?zé)釡囟韧ǔＴ?0℃到150℃之間，可以將高溫工質(zhì)循環(huán)流體蒸發(fā)；

18、s2：蒸發(fā)后的氣體進(jìn)入蒸汽管，并推動(dòng)蒸汽渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蒸汽渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)將動(dòng)力對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，蒸汽遇冷凝結(jié)后會(huì)產(chǎn)生蒸餾水，通過板式換熱器底部的管道再次排入主水箱進(jìn)行儲(chǔ)存，達(dá)到循環(huán)的作用；

19、s3：同時(shí)啟動(dòng)加壓泵，加壓泵將副水箱內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)流體抽入第二水管，通過第二水管注入循環(huán)導(dǎo)熱管，通過循環(huán)導(dǎo)熱管吸收蒸汽管表面散發(fā)的熱量，起到熱能充分利用的作用；

20、s4：當(dāng)外部環(huán)境處于低溫狀態(tài)時(shí)，蒸汽的上升狀態(tài)會(huì)受到影響，此時(shí)可以啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)球閥旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)第一循環(huán)管進(jìn)行關(guān)閉，并使通口與第一水管和第二水管連通，此時(shí)可以再次啟動(dòng)加壓泵，通過加壓泵配合第二循環(huán)管將地?zé)峁軆?nèi)的熱水抽出，將熱水注入副水箱，實(shí)現(xiàn)熱能利用。

21、本發(fā)明具有以下有益效果：

22、1、本發(fā)明通過循環(huán)組件的設(shè)置，可以對(duì)地?zé)釋觾?nèi)的熱能進(jìn)行循環(huán)回收，工質(zhì)循環(huán)流體進(jìn)入地?zé)峁軆?nèi)時(shí)，使其在地?zé)崃黧w周圍形成對(duì)流，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，有效提高熱能的利用效率，通過分流組件的設(shè)置，可以對(duì)第一循環(huán)管和第二循環(huán)管的開合進(jìn)行控制，通過改變第二循環(huán)管的循環(huán)方向，可以將工質(zhì)循環(huán)流體集中導(dǎo)入副水箱，方便在外部低溫環(huán)境中使用，進(jìn)一步提高熱能的利用效率。

23、2、本發(fā)明通過換熱組件的設(shè)置，可以將工質(zhì)循環(huán)流體攜帶出的熱能進(jìn)行充分利用，通過蒸發(fā)的工質(zhì)循環(huán)流體推動(dòng)蒸汽渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過發(fā)電機(jī)將蒸汽能進(jìn)行轉(zhuǎn)換電能，輸送至電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)存，通過蒸汽管后的蒸汽進(jìn)入板式換熱器，通過板式換熱器將熱能對(duì)流傳導(dǎo)至外部循環(huán)水流中，實(shí)現(xiàn)熱能的充分利用。

24、3、本發(fā)明通過導(dǎo)熱組件的設(shè)置，可以將地?zé)岬臒崃繉?duì)二次循環(huán)的工質(zhì)循環(huán)流體進(jìn)行預(yù)熱，主水箱內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)流體溫度較低，直接注入地?zé)峁軆?nèi)時(shí)，會(huì)降低地?zé)峁軆?nèi)部的溫度，使得蒸發(fā)溫度受到影響，通過第一循環(huán)管與第二循環(huán)管表面固定的儲(chǔ)溫管，可以儲(chǔ)存一部分溫度，在循環(huán)的過程中，可以對(duì)主水箱排入的工質(zhì)循環(huán)流體進(jìn)行增溫，實(shí)現(xiàn)預(yù)熱的作用。

25、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。