CN107575159A - 一种地热井井内热交换管安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地热井井内热交换管安装工艺，包括钻井工序、下管工序、止水工序、冲孔返浆工序、洗井工序、抽水试验工序、射孔工序和井内热交换实验工序，在地面上使用钻井工序钻取一个阶梯形的孔洞，在孔洞中采用下管工序分别套合插入若干层直径不同的石油管道并采用止水工序止水，然后使用冲孔返浆工序、洗井工序、抽水试验工序、射孔工序和井内热交换实验工序检测井体，并在管道中注入水流以便吸收孔洞底端的热能加热水体，最后在石油管道中探入一根底端设有透水孔的抽水管，抽水管抽出孔洞底端的热水，实现将地壳中的热能导出，解决了目前地热能源使用困难的问题，具有很好的实用价值。

Description

一种地热井井内热交换管安装工艺

技术领域

本发明涉及一种热交换管安装工艺，特别涉及一种地热井井内热交换管安装工艺。

背景技术

地热能源是源自地球内部的热能，它由地球内部的放射性物质衰变产生。地热能源蕴含量巨大，但是受制于使用方式的限制，它的利用率有限，目前只有少数地区采用地热能进行发电。地热能的趋势是越靠近地表，其地热温度越低，越靠近内核温度越高，于是人们选择在合适的区域进行钻井，然后下入管道并注入水体，将地壳内部的高温用水体置换并携带出来。但是具体如何实施操作的安装工艺，是影响到能否成功的关键。

发明内容

本发明提出了一种地热井井内热交换管安装工艺，解决了目前地热能源使用困难的问题，在地面钻取一个阶梯形的孔洞，在孔洞中分别套合插入若干层直径不同的石油管道并在管道中注入水流以便吸收孔洞底端的热能加热水体，最后在石油管道中探入一根底端设有透水孔的抽水管，抽水管抽出孔洞底端的热水，实现将地壳中的热能导出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种地热井井内热交换管安装工艺，包括钻井工序、下管工序、止水工序、冲孔返浆工序、洗井工序、抽水试验工序、射孔工序和井内热交换实验工序。

进一步，所述钻井工序是，使用直径445毫米的牙轮钻头钻至201.30米形成泵室井段，然后下入直径340毫米的泵室管至泵室井段的底端，保持泵室管高出地面0.38米，然后使用高压泵入法压入比重为1.85的水泥浆从泵室井段的底端至井口，等待固井水泥浆凝固24小时后，使用用直径215毫米牙轮钻头钻至井底2701.20米的深度形成存热井段。

进一步，所述下管工序是，在存热井段位置安排下入直径139.7毫米×7.72毫米石油套管及滤水管，井管下入位置187.78—1495.41米，插入直径340毫米套管中13.23米，共下入套管804.58米，滤水管502.98米，总计下入直径139.7毫米×7.72毫米石油井管长度为1307.56米，

进一步，所述止水工序包含下列步骤，

1)，在0.00米—201.02米的井段，下入直径340毫米套管，套管顶端高出地面0.38米，管外采用水泥封固止水，使用高压泵注入水泥浆返至井口为止。

2)，在200.00米—198.50米处采用托盘加膨胀橡胶止水，其上部至188.17米用水泥封固。

3)，深部止水位置：采用托盘加膨胀橡胶和优质海带在872.14米、922.44米和971.84米三处止水。

4)，在大厚层泥岩层位置加了三道扶正器及止砂器，扶正管道、阻砂和防止砂层砂粒下沉堵塞含水层。

5)，下管止水后，等待膨胀橡胶膨胀48小时后再进行冲孔返浆，后抽水检查。

进一步，所述冲孔返浆工序是，待止水橡胶膨胀48小时后，将钻具下至孔底进行冲孔换浆，先用稠泥浆冲孔，再逐渐将泥浆换成稀泥浆，将孔底碎屑沉淀物冲返干净为止，时间为24小时。

进一步，所述洗井工序包含三种方案，

1)，采用高压水泵喷射头对准洗井部位分段喷射，每段喷射时间约2小时，由上向下，再由下向上反复喷射，总喷射洗井时间48小时。

2)，采用焦硫酸钠容易浸泡，利用钻杆送至孔底，注入焦硫酸钠溶液，然后将钻具提至不用位置，注入焦硫酸钠溶液浸泡，浸泡时间24小时。

3)，下入深井潜水泵，下入180m处进行洗井，采用抽抽停停的方法，反复进行抽洗，直至水清砂净，时间是24小时。

进一步，所述抽水试验工序包含第一落程放水试验和第二落程抽水试验。

进一步，所述射孔工序是在井壁的边侧射进若干横向的细孔，将上部低温热储段含水层射开，利用低温热储段热水，增大出水量，射孔顺序由下至上进行，每射一枪后测量水量和水温的变化。

进一步，所述井内热交换实验工序是，在井直径139.7毫米井管内，下入直径73毫米石油管道，管道底部10米段设有若干进水孔，上部在直径139.7毫米井管口，采用膨胀橡胶止水，止水位置是187.78米—189.00米，下入直径73毫米石油套管总长度为2497.95米，上部直径73毫米套管口位置在187.78米，底端下入在2686.12米。

本发明所达到的有益效果是：本发明在地面钻取一个阶梯形的孔洞，在孔洞中分别套合插入若干层直径不同的石油管道并在管道中注入水流以便吸收孔洞底端的热能加热水体，最后在石油管道中探入一根底端设有透水孔的抽水管，抽水管抽出孔洞底端的热水，实现将地壳中的热能导出，解决了目前地热能源使用困难的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的井体构造示意图；

图中：1、钻井工序；2、下管工序；3、止水工序；4、冲孔返浆工序；5、洗井工序；6、抽水试验工序；7、射孔工序；8、井内热交换实验工序。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供一种地热井井内热交换管安装工艺，包括钻井工序、下管工序、止水工序、冲孔返浆工序、洗井工序、抽水试验工序、射孔工序和井内热交换实验工序，钻井工序包含第一次开钻和第二次开钻，第一次开钻是，使用直径直径445毫米的牙轮钻头钻至201.30米形成泵室井段，然后下入直径340毫米的泵室管至泵室井段的底端，保持泵室管高出地面0.38米，泵室管下入后，使用高压泵入法，压入比重为1.85的水泥浆从井底返至井口为止，等待固井水泥凝固24小时进行二次开钻，第二次开钻是，使用用直径215毫米牙轮钻头钻至井底2701.20米的深度形成存热井段，

进一步，下管与止水工序是，在存热井段位置安排下入直径139.7毫米×7.72毫米石油套管及滤水管，井管下入位置187.78米—1495.41米处插入直径340毫米套管中13.23米，共下入套管804.58米，滤水管502.98米，总计下入直径139.7毫米×7.72毫米石油井管长度为1307.56米。

进一步，止水工序是包含下列步骤，

1)，在0.00米—201.02米的井段，下入直径340毫米套管，套管顶端高出地面0.38米，管外采用水泥封固止水，使用高压泵注入水泥浆返至井口为止。

2)，在200.00米—198.50米处采用托盘加膨胀橡胶止水，其上部至188.17米用水泥封固。

3)，深部止水位置：采用托盘加膨胀橡胶和优质海带在872.14米、922.44米和971.84米三处止水。

4)，在大厚层泥岩层位置加了三道扶正器及止砂器，一是起到扶正管道的作用，二是起到阻砂的作用，防止砂层砂粒下沉堵塞含水层。

5)，下管止水后，等待膨胀橡胶膨胀48小时后再进行冲孔返浆，后经抽水检查，止水效果良好。

6)，下入直径139.7毫米管道总长1307.56m，其中套管长度804.58m，滤水管长度502.98m，直径139.7毫米管道插入直径340毫米管道内长度13.23m。

进一步，冲孔返浆工序是，待止水橡胶膨胀48小时后，将钻具下至孔底进行冲孔换浆，先用稠泥浆冲孔，再逐渐将泥浆换成稀泥浆，将孔底碎屑沉淀物冲返干净为止，时间为24小时，

进一步，洗井工序包含三种方案，

1)采用高压水泵喷射头对准洗井部位分段喷射，每段喷射时间约2小时，由上向下，再由下向上反复喷射，总喷射洗井时间48小时。

2)采用焦硫酸钠容易浸泡，利用钻杆送至孔底，注入焦硫酸钠溶液，然后将钻具提至不用位置，注入焦硫酸钠溶液浸泡，浸泡时间24小时.

3)下入深井潜水泵，下入180m处进行洗井，采用抽抽停停的方法，反复进行抽洗，直至水清砂净，时间约24小时。

进一步，抽水试验工序包含第一落程放水试验和第二落程抽水试验。

进一步，射孔工序是在井壁的边侧射进若干横向的细孔，将上部低温热储段含水层射开，利用低温热储段热水，增大出水量。射孔顺序由下至上进行，每射一枪后测量水量和水温的变化，随着射孔的进行，水温有明显变化，向上每射一层，水量都有增大、水温增高。

进一步，井内热交换实验工序是，在井直径139.7毫米井管内，下入直径73毫米石油管道，管道底部10米段设有若干进水孔，上部在直径139.7毫米井管口，采用膨胀橡胶止水，止水位置是187.78米—189.00米，下入直径73毫米石油套管总长度为2497.95米，上部直径73毫米套管口位置在187.78米，底端下入在2686.12米，这样热储内水自流或抽水时，强迫热储内水向下循环，由直径73毫米导水管井外进入直径73毫米导水管内，从上部管口排出，在井底对向下循环的水进行加热，从而增加地下热水的温度。

本发明在地面钻取一个阶梯形的孔洞，在孔洞中分别套合插入若干层直径不同的石油管道并在管道中注入水流以便吸收孔洞底端的热能加热水体，最后在石油管道中探入一根底端设有透水孔的抽水管，抽水管抽出孔洞底端的热水，实现将地壳中的热能导出，解决了目前地热能源使用困难的问题，因此具有很好的实用价值。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地热井井内热交换管安装工艺，包括钻井工序、下管工序、止水工序、冲孔返浆工序、洗井工序、抽水试验工序、射孔工序和井内热交换实验工序，

2.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述钻井工序是，使用直径445毫米的牙轮钻头钻至201.30米形成泵室井段，然后下入直径340毫米的泵室管至泵室井段的底端，保持泵室管高出地面0.38米，然后使用高压泵入法压入比重为1.85的水泥浆从泵室井段的底端至井口，等待固井水泥浆凝固24小时后，使用用直径215毫米牙轮钻头钻至井底2701.20米的深度形成存热井段。

3.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述下管工序是，在存热井段位置安排下入直径139.7毫米×7.72毫米石油套管及滤水管，井管下入位置187.78—1495.41米，插入直径340毫米套管中13.23米，共下入套管804.58米，滤水管502.98米，总计下入直径139.7毫米×7.72毫米石油井管长度为1307.56米。

4.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述止水工序包含下列步骤，

1)，在0.00米—201.02米的井段，下入直径340毫米套管，套管顶端高出地面0.38米，管外采用水泥封固止水，使用高压泵注入水泥浆返至井口为止。

2)，在200.00米—198.50米处采用托盘加膨胀橡胶止水，其上部至188.17米用水泥封固。

3)，深部止水位置：采用托盘加膨胀橡胶和优质海带在872.14米、922.44米和971.84米三处止水。

4)，在大厚层泥岩层位置加了三道扶正器及止砂器，扶正管道、阻砂和防止砂层砂粒下沉堵塞含水层。

5)，下管止水后，等待膨胀橡胶膨胀48小时后再进行冲孔返浆，后抽水检查。

5.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述冲孔返浆工序是，待止水橡胶膨胀48小时后，将钻具下至孔底进行冲孔换浆，先用稠泥浆冲孔，再逐渐将泥浆换成稀泥浆，将孔底碎屑沉淀物冲返干净为止，时间为24小时。

6.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述洗井工序包含三种方案，

1)，采用高压水泵喷射头对准洗井部位分段喷射，每段喷射时间约2小时，由上向下，再由下向上反复喷射，总喷射洗井时间48小时。

2)，采用焦硫酸钠容易浸泡，利用钻杆送至孔底，注入焦硫酸钠溶液，然后将钻具提至不用位置，注入焦硫酸钠溶液浸泡，浸泡时间24小时。

3)，下入深井潜水泵，下入180m处进行洗井，采用抽抽停停的方法，反复进行抽洗，直至水清砂净，时间是24小时。

7.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述抽水试验工序包含第一落程放水试验和第二落程抽水试验。

8.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述射孔工序是在井壁的边侧射进若干横向的细孔，将上部低温热储段含水层射开，利用低温热储段热水，增大出水量，射孔顺序由下至上进行，每射一枪后测量水量和水温的变化。

9.根据权利要求1所述的一种地热井井内热交换管安装工艺，其特征在于，所述井内热交换实验工序是，在井直径139.7毫米井管内，下入直径73毫米石油管道，管道底部10米段设有若干进水孔，上部在直径139.7毫米井管口，采用膨胀橡胶止水，止水位置是187.78米—189.00米，下入直径73毫米石油套管总长度为2497.95米，上部直径73毫米套管口位置在187.78米，底端下入在2686.12米。