一种利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置
技术领域：
本发明涉及采暖设备技术领域，具体涉及一种利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置。
背景技术：
近年来，随着石油开采量的增大，众多油田的油井出油量逐年下降，每年报废的油井数量逐年增大。若采用传统的手段来保证废弃油井的安全性，成本高且会造成资源浪费，而对油田废弃油井稍加改造以用于地热能的开发则成为了现如今学者关注的焦点。
发明内容：
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置，它通过科学地向装置中填充石蜡来提升地热的利用率并满足供热系统的间歇性运行。
本发明采用的技术方案为：一种利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置，包括地上供暖系统和地下取热系统，地下取热系统包括土壤层、油井和双层保温管，土壤层内开设油井，油井内套双层保温管，双层保温管外壁和底部与油井内壁之间形成空腔，双层保温管内通过出水通道与地上供暖系统连接，出水通道上安装循环水泵，双层保温管侧壁与油井之间的空腔内设有细管束，细管束内通过进水通道与地上供暖系统连接；所述的油井和双层保温管与细管束之间的空隙中自井口向下沿深度方向每隔一定距离以隔板划分若干个封闭夹层，每个封闭夹层依次填充石蜡层一、石蜡层二、石蜡层三、石蜡层四和石蜡层五，石蜡层一、石蜡层二、石蜡层三、石蜡层四和石蜡层五的熔点各不相同。
所述的双层保温管包括保温管外层和保温管内层，保温管外层内套有保温管内层，保温管外层与保温管内层之间形成保温夹层，保温夹层内填充二氧化硅气凝胶。
所述的细管束个数为若干个，均匀分布在双层保温管与油井之间形成的空腔内。
所述的细管束外壁上设肋片，肋片个数为若干个，均匀分布在细管束的外圆周壁上。
所述的石蜡层五封堵在油井底部。
所述的双层保温管底部设有滤网。
所述的石蜡层一、石蜡层二、石蜡层三、石蜡层四和石蜡层五的各个熔点介于相邻土壤层温度和水流温度之间。
所述的细管束采用铜或铝等导热系数较大的金属材料制成，并且在其内外表面加装金属肋片，外侧肋高与内侧肋高比为2:1。
所述的双层保温管采用PPR管材。
本发明的有益效果如下：通过于石蜡材料的添加，让本发明在没有水流经过时仍可利用石蜡储热，当水流再次通过，石蜡相变快速释放热量，将水加热，满足了系统的间歇式运行；而通过在地下沿深度方向每隔一定距离以隔板分层填充熔点不同的石蜡，又可进一步提高对地热的利用率；在细管管壁内外加设金属肋片，在保证细管直径满足流量要求的条件下大大加强了换热效果；在双层保温管的内部空间填充二氧化硅气凝胶，使保温性能得到显著提升，以削弱进水和出水之间的换热，进而达到减少废弃油井处理费用、利用改造的废弃油井提供地下热能为居民或工业供热服务、减轻环境污染、降低不可再生能源消耗的目的。
附图说明：
图1是本发明正视图；
图2是本发明俯视图。
具体实施方式：
参照各图，一种利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置，包括地上供暖系统1和地下取热系统5，地下取热系统5包括土壤层6、油井7和双层保温管8，土壤层6内开设油井7，油井7内套双层保温管8，双层保温管8外壁和底部与油井7内壁之间形成空腔，双层保温管8内通过出水通道3与地上供暖系统1连接，出水通道3上安装循环水泵4，双层保温管8侧壁与油井7之间的空腔内设有细管束9，细管束9内通过进水通道2与地上供暖系统1连接；所述的油井7和双层保温管8与细管束9之间的空隙中自井口向下沿深度方向每隔一定距离以隔板划分若干个封闭夹层，每个封闭夹层依次填充石蜡层一10、石蜡层二11、石蜡层三12、石蜡层四13和石蜡层五14，石蜡层一10、石蜡层二11、石蜡层三12、石蜡层四13和石蜡层五14的熔点各不相同。所述的双层保温管8包括保温管外层8-1和保温管内层8-2，保温管外层8-1内套有保温管内层8-2，保温管外层8-1与保温管内层8-2之间形成保温夹层，保温夹层内填充二氧化硅气凝胶16。所述的细管束9个数为若干个，均匀分布在双层保温管8与油井7之间形成的空腔内。所述的细管束9外壁上设肋片17，肋片17个数为若干个，均匀分布在细管束9的外圆周壁上。所述的石蜡层五14封堵在油井7底部。所述的双层保温管8底部设有滤网15。所述的石蜡层一10、石蜡层二11、石蜡层三12、石蜡层四13和石蜡层五14的各个熔点介于相邻土壤层温度和水流温度之间。所述的细管束9采用铜或铝等导热系数较大的金属材料制成，并且在其内外表面加装金属肋片17，外侧肋高与内侧肋高比为2:1。所述的双层保温管8采用PPR管材。
本利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置在使用时，包括地上供暖系统和地下取热系统，供暖系统设置在地面，地下取热系统包括贯穿地下的土壤层、油井，以及设置在油井中的双层保温管。双层保温管底部与油井底部有一段距离。双层保温管内空间为出水通道，双层保温管外部空间为进水通道流入的水要细管束再进入油井。在油井侧壁与双层保温管之间设置微小管束，自井口向下方向，每隔一定距离以隔板分层，在不同区域的微小管束之间的空隙中填充熔点不同的石蜡材料。只需在井口将冷水由油井侧壁与双层保温管之间沿细管束注入，其在流动的过程中不断吸收土壤层中的热量实现升温，再用循环水泵将井底被加温的水从双层保温管内部抽出，以此实现对地热的利用。由于石蜡材料的添加，让本发明在没有水流经过时仍可利用石蜡储热，当水流再次通过，石蜡相变快速释放热量，将水加热，满足了系统的间歇式运行；而通过在地下沿深度方向每隔一定距离以隔板分层，填充熔点不同的石蜡，又可进一步提高对地热的利用率。利用废弃油井改造成地热井，为居民或工业供热服务、减轻环境污染、降低不可再生能源消耗，是一种经济实用的方法技术。
本发明对废弃油井底部一定深度处进行封堵，其中固定双层保温管，在油井侧壁与双层保温管之间设置细小管束，只需在井口将冷水由油井侧壁与双层保温管之间注入，其在沿细管束流动时便会不断吸收土壤层中的热量实现升温，再用水泵将井底被加温的水从双层保温管内部抽出，供给地上供暖系统，以此实现对地热的利用，本发明在若干细小管束之间填充了相变材料石蜡。用热时，水流停止，此时仍可利用石蜡继续储热；当水流再次通过，利用石蜡相变，释放热量，将其快速加热，这样就满足了系统的间歇性运行。由于地下土壤温度沿深度方向递增，本发明通过自井口向下沿深度方向以隔板分层，分别封装熔点不同的石蜡材料，进一步提高了对地热的利用率。细管束9用铜或铝等导热系数较大的金属材料制成，并且在其内外表面加装金属肋片17，外侧肋高与内侧肋高比为2:1，在保证细管直径满足流量要求的条件下大大加强了换热效果，以加强其与水流之间的换热。双层保温管应采用导热系数小、防水适用性强的硬质材料，并在其内部空间填充二氧化硅气凝胶，使保温性能得到显著提升，以削弱进水和出水之间的换热。
综上所述，本利用石蜡材料改造废弃油井提取地热的装置，通过于石蜡材料的添加，让本发明在没有水流经过时仍可利用石蜡储热，当水流再次通过，石蜡相变快速释放热量，将水加热，满足了系统的间歇式运行；而通过在地下沿深度方向每隔一定距离以隔板分层填充熔点不同的石蜡，又可进一步提高对地热的利用率；在细管管壁内外加设金属肋片，在保证细管直径满足流量要求的条件下大大加强了换热效果；在双层保温管的内部空间填充二氧化硅气凝胶，使保温性能得到显著提升，以削弱进水和出水之间的换热，进而达到减少废弃油井处理费用、利用改造的废弃油井提供地下热能为居民或工业供热服务、减轻环境污染、降低不可再生能源消耗的目的。
