本發(fā)明涉及地?zé)豳Y源利用領(lǐng)域，涉及中、深層地?zé)崮茉撮_采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著溫室效應(yīng)和空氣污染的危害日趨嚴(yán)峻，傳統(tǒng)化石類能源,如煤炭、石油天然氣資源已經(jīng)不能滿足我國環(huán)境友好型的社會(huì)發(fā)展要求。太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃滦颓鍧嵦娲茉吹拈_發(fā)利用越來越受到人們重視，在能源構(gòu)成中所占比例必將逐年增加。地?zé)崮苁且詿崮苄问酱嬖诘哪茉促Y源，與太陽能和風(fēng)能相比，具有不受晝夜與天氣的影響，能流密度大、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢，在實(shí)現(xiàn)我國北方地區(qū)的建筑供熱領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

目前，地?zé)崮茌^先進(jìn)的開采技術(shù)僅僅應(yīng)用在水溫較低的淺層，而溫度較高的中、深層地?zé)豳Y源主要是抽水(無回灌)或抽灌井結(jié)合的開采方式。一般情況下實(shí)現(xiàn)同層或異層的完全回灌比較困難，實(shí)際情況下用戶只能部分回灌或不回灌，因此，造成地下水位逐年下降直至無法開采或不經(jīng)濟(jì)而棄井，本發(fā)明提出一種針對中深層地?zé)峋蝗岵蝗∷拈_采技術(shù)，從而可以完全克服地下水位降低甚至地面沉降等問題。同時(shí)，由于深層地?zé)岬臒醿?chǔ)恢復(fù)比淺層地?zé)岷茫梢詫?shí)現(xiàn)深層地?zé)崮艿目沙掷m(xù)開發(fā)利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有中深層技術(shù)的上述不足，提供一種地?zé)崮芾眯矢?，耗功少，無需地下水回灌循環(huán)功能的中深層地?zé)峋氯嵯到y(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高效中深層地?zé)峋氯嵯到y(tǒng)，包括井蓋(6)、置于靜水位之上的冷凝器(1)、壓縮機(jī)(2)、蒸發(fā)器(4)和循環(huán)泵(5)，其特征在于，所述的中深層地?zé)峋氯嵯到y(tǒng)還包括U形進(jìn)出管(7)、井管(10)和套管泵(8)，U形進(jìn)出管(7)的包括進(jìn)水部分、位于低端的U形部分和出水部分；其中，

在井蓋(6)上設(shè)置有用于穿過U形進(jìn)出管(7)的進(jìn)水部分或出水部分的通孔，U形進(jìn)出管(7)的進(jìn)水部分和出水部分各與蒸發(fā)器(4)的一端相連，循環(huán)泵(5)設(shè)置在連通U形進(jìn)出管(7)與蒸發(fā)器(4)之間的管路上；

在井管(10)的一側(cè)開設(shè)有用于U形進(jìn)出管(7)的U形部分穿過的孔，套管泵(8)設(shè)置在位于井管內(nèi)的U形進(jìn)出管(7)上。

優(yōu)選地，在U形進(jìn)出管(7)的出水部分和井管(12)的外部均包覆有保溫層。在井管(12)的下部設(shè)置有過濾器(11)。

本發(fā)明從中深層地?zé)崴睦媒嵌瘸霭l(fā)，通過抽取中深層地下熱水或循環(huán)封閉井筒內(nèi)的水，可以實(shí)現(xiàn)中深層地?zé)崴臒崃刻崛?，也可以?shí)現(xiàn)無地下含水層的干熱巖地下取熱。主要U形進(jìn)出管7地下水換熱段安置并在靜水位以下的井管內(nèi)進(jìn)行換熱，從而避免了抽取地?zé)崴降孛鎿Q熱的耗電。同時(shí)由于地?zé)崴ㄟ^U形進(jìn)出管7地下水換熱段后，返回原井筒內(nèi)，保證了水位的動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)套管泵8不運(yùn)行時(shí)，自然對流作用仍然能驅(qū)動(dòng)整個(gè)地下水循環(huán)，無需回灌，換熱效率高，消耗更低。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢是節(jié)能、環(huán)保、排除了地面熱污染以及地面塌陷等一系列問題；高效，克服了直接使用換熱器提取深層能源過程中能量損失和材料要求的困難，結(jié)構(gòu)更簡單，效果更好，安裝和維修更方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方案一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明方案二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、冷凝器 2、壓縮機(jī) 3、節(jié)流閥 4、蒸發(fā)器 5、循環(huán)泵 6、井蓋7、U形進(jìn)出管 8、套管泵 9、保溫層 10、井管 11、過濾網(wǎng)

具體實(shí)施步驟

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施方案，并配合附圖詳細(xì)說明，箭頭表示工質(zhì)的流向：

本中深層地?zé)峋疅崮芴崛∠到y(tǒng)，包括井上和井下系統(tǒng)兩部分，井上系統(tǒng)包括冷凝器、壓縮機(jī)、節(jié)流閥、蒸發(fā)器，井下系統(tǒng)包括泵、井蓋、U形進(jìn)出管、保溫層、套管泵、井管、過濾網(wǎng)。如圖1、2，其中：

井上系統(tǒng)是供熱系統(tǒng)，冷凝器1向外界釋放熱量，達(dá)到供熱要求；壓縮機(jī)2對循環(huán)工質(zhì)做功，升溫升壓；冷凝后的高壓低溫工質(zhì)通過節(jié)流閥3節(jié)流；蒸發(fā)器4與U形進(jìn)出管7相互連接進(jìn)行換熱。

井下系統(tǒng)包括循環(huán)泵、井蓋、U形進(jìn)出管、保溫層、套管泵、井管、過濾網(wǎng)。循環(huán)泵5用來循環(huán)U形進(jìn)出管內(nèi)的工質(zhì)；井蓋6封住井口，避免雜物掉落井內(nèi)；U形進(jìn)出管7的熱端連接蒸發(fā)器4，冷端的進(jìn)管和出管分別處于井管10內(nèi)側(cè)和外側(cè)，通過循環(huán)工質(zhì)，傳遞熱量；套管泵8根據(jù)U形進(jìn)出管的外徑，嵌套在U形進(jìn)出管上，處于井管10內(nèi)部，U型進(jìn)出管7外部，抽取深層地下熱水，用來提取其熱能；保溫層9減少熱量在傳輸過程的損失；井管10頂端不封閉，作為排水口，將換熱后被冷卻的地下水回灌，達(dá)到地下水循環(huán)的作用，以保證地下水資源不會(huì)枯竭；過濾網(wǎng)11用來過濾地下水內(nèi)的雜質(zhì)，避免井管10內(nèi)壁結(jié)垢、堵塞、腐蝕。

方案一：

順流換熱式

請參閱圖1，這種高效深層地?zé)峋聼崮芴崛∠到y(tǒng)主要包括循環(huán)泵5、井蓋6，U形進(jìn)出管7、套管泵8、保溫層9、井管10、過濾網(wǎng)11。所述的過濾網(wǎng)11置于井管10底端，過濾地下水雜質(zhì)；所述的井管10在靜水位以下，采用導(dǎo)熱率低的材料制成，外壁貼有保溫層9，減少熱量散失，中間合適部位開孔，用來作為U形進(jìn)出管7的通道；所述的套管泵8根據(jù)U形進(jìn)出管7外徑，固定嵌套其管外，并處于井管10內(nèi)；所述的U形進(jìn)出管7低端處于靜水位以下，其進(jìn)水管(冷水管)處于井管10外側(cè)，出水管(熱水管)處于井管10內(nèi)側(cè)，以達(dá)到工質(zhì)與地下水順流換熱效果，用來與抽取上來的地下熱水進(jìn)行換熱，頂端處于蒸發(fā)器4中，作為熱源，U形進(jìn)出管7的出水管(熱水管)貼有保溫層9，進(jìn)水管(冷水管)(冷水管)連接循環(huán)泵5；所述的井蓋6開兩孔，作為U形進(jìn)出管7管道的通道，并能隔離井外雜物；所述的冷凝器1、壓縮機(jī)2、節(jié)流閥3、蒸發(fā)器4進(jìn)行供熱過程。

方案二：

逆流換熱式

請參閱圖2，所述的U形進(jìn)出管7低端處于靜水位以下，其出水管(熱水管)處于井管10外側(cè)，而進(jìn)水管(冷水管)處于井管10內(nèi)側(cè)，以達(dá)到工質(zhì)與地下水逆流換熱效果，用來與抽取上來的地下熱水進(jìn)行換熱，頂端處于蒸發(fā)器4中，作為熱源，U形進(jìn)出管7的出水管(熱水管)貼有保溫層9，進(jìn)水管(冷水管)連接循環(huán)泵5,置于井上井下均可；其他部分與方案一相同。

本發(fā)明工作過程如下：

首先套管泵8運(yùn)轉(zhuǎn)，抽取中深層地下熱水，通過過濾網(wǎng)11減少雜質(zhì)，進(jìn)入井管10，在井管10運(yùn)輸上升過程中，溫度基本不變，由處于靜水位以下的U形進(jìn)出管7地下水換熱段接收溫度較高的地下熱水，并與U形進(jìn)出管進(jìn)行熱交換，進(jìn)行充分熱交換后，通過井管10頂端出口排出完成熱交換的地下熱水，達(dá)到地下水回灌效果。在循環(huán)泵5的驅(qū)動(dòng)下，U形進(jìn)出管內(nèi)介質(zhì)以方案一(順流)或者方案二(逆流)方式吸取熱量作為熱源提供給蒸發(fā)器4，最后由井上系統(tǒng)完成井上供熱或供電工作。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。