隔熱完井管柱和隔熱完井方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地?zé)衢_采領(lǐng)域，特別涉及一種隔熱完井管柱。本發(fā)明還涉及使用這種隔熱完井管柱的隔熱完井方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地?zé)崾侵纲A存在地球內(nèi)部的可再生熱能，通常認(rèn)為地?zé)崞鹪从诘厍虻娜廴趲r漿和放射性物質(zhì)的衰變。由于地?zé)崮苁莾Υ嬖诘叵碌模虼瞬粫艿饺魏翁鞖鉅顩r的影響，并且地?zé)豳Y源同時具有其它可再生能源的所有特點，隨時可以采用，不帶有害物質(zhì)。地?zé)豳Y源的開發(fā)和利用越來越受到世界各國的重視。
[0003]目前，地?zé)衢_發(fā)通常使用的完井井筒結(jié)構(gòu)有以下兩種:(1)對于砂巖地?zé)醿樱婚_下套管固井，二開直接下套管，僅封固一開與二開套管重疊區(qū)域的部分層段，三開懸掛篩管或濾水管取水；(2)對于基巖地?zé)醿?一開及二開下套管固井，三開裸眼段取水。
[0004]但是，這些完井井身結(jié)構(gòu)的熱損失嚴(yán)重，不能有效地利用地?zé)崴?。因此，急需一種熱損失較小的完井管柱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種隔熱完井管柱。根據(jù)本發(fā)明的隔熱完井管柱的熱損失很小，能大幅降低地?zé)崴陂_采過程中的熱損失。本發(fā)明還涉及使用這種隔熱完井管柱的隔熱完井方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種熱完井管柱，包括設(shè)置在上方的一開套管和設(shè)置在一開套管下方并密封式插入到一開套管內(nèi)的二開套管，在一開套管內(nèi)設(shè)置有插管，插管包括插入到二開套管內(nèi)并密封相連的插入部和處于插入部上方的主體部，主體部與一開套管的內(nèi)壁隔開而在主體部和一開套管之間形成隔熱腔。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的隔熱完井管柱，來自地?zé)釋拥牡責(zé)崴畷亩_套管流入到插管內(nèi)。這樣，在一開套管和插管主體部之間隔熱腔就會阻地?zé)崴臒崃繌牟骞芟蛞婚_套管和外界環(huán)境傳導(dǎo)，從而減少了地?zé)崴臒崃繐p失。
[0008]在一個實施例中，在主體部的側(cè)壁上設(shè)置有僅向插管內(nèi)部導(dǎo)通的單向閥。在一個優(yōu)選的實施例中，隔熱腔內(nèi)為真空。通過設(shè)置單向閥，可方便地將一開套管和插管的主體部之間的環(huán)空內(nèi)的水排出，從而形成真空的隔熱腔。此外，真空的傳熱系數(shù)比空氣的傳熱系數(shù)更低，并且不存在空氣對流，從而能進(jìn)一步減少地?zé)崴臒崃繐p失。
[0009]在一個實施例中，在一開套管內(nèi)還設(shè)置有水泵組件，主體部的上端與水泵組件的入口相連。在一個具體的實施例中，水泵組件包括潛水泵和容納潛水泵的與一開套管的內(nèi)壁隔開的保溫殼體，在保溫殼體和潛水泵之間形成地?zé)崴萸?，在保溫殼體上設(shè)置有進(jìn)水口，主體部的上端與進(jìn)水口密封連接。由于地?zé)崴紫冗M(jìn)入到保溫殼體內(nèi)，然后再由潛水泵泵送到地面上，因此可以使用任何類型的潛水泵。此外，并不需要將潛水泵的入口與插管的上端相連，這樣就方便了潛水泵和插管的在井下的安裝。另外，由于保溫殼體與一開套管的內(nèi)壁間隔開，因此同樣減少了保溫殼體內(nèi)的地?zé)崴蛲饨绛h(huán)境中的散失。
[0010]在一個實施例中，在插入部的外表面上設(shè)置有密封件。密封件能夠保證插管與二開套管的連接處不會漏水，從而避免了地?zé)崴臒崃繐p失。在一個優(yōu)選的實施例中，密封件為多道平行設(shè)置的密封圈，相鄰密封圈之間的距離與插入部的長度之比在1: 3到1: 8之間。如此多并且密集分布的密封圈使得插管與二開套管之間的密封連接能夠承受20MPa的壓差，從而滿足了處于井下的插管與二開套管的密封連接不被破壞。
[0011]在一個實施例中，在插入部的下沿構(gòu)造有引鞋。引鞋能夠引導(dǎo)插管順利地插入到二開套管內(nèi)，防止插入部上的密封件受到磨損而不能實現(xiàn)密封。
[0012]在一個實施例中，插入部的直徑大于主體部的直徑。通過這種結(jié)構(gòu)的插管，可以將插管整體上制作為直徑較小，使得隔熱腔的尺寸較大，以增強(qiáng)隔熱完井管柱的隔熱效果。此夕卜，僅插管的插入部的直徑較大而其余部分較小，也使得在實現(xiàn)插管與二開套管連接的同時，插管的重量較小，從而方便了插管的運輸和安裝。
[0013]在一個實施例中，插入部的直徑與插入部的長度之比在1: 1到1: 4之間。這種插管的插入部的長度較長，保證了插管與二開套管之間密封連接的可靠性，并且方便在插入部上設(shè)置密封件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種使用根據(jù)上文所述的隔熱完井管柱進(jìn)行隔熱完井的方法，該方法包括:步驟一:將二開套管下入井內(nèi)到預(yù)定位置，然后將一開套管下入井內(nèi)；并且使二開套管插入到一開套管內(nèi)而密封相連；步驟二:將插管下入到一開套管內(nèi)，并將插管的插入部插入到二開套管內(nèi)而密封相連，從而在一開套管和插管的主體部之間形成環(huán)空；步驟三:安裝井口組件；步驟四:將環(huán)空內(nèi)的水排出而形成隔熱腔。
[0015]在一個實施例中，在隔熱完井管柱的插管的主體部的側(cè)壁上設(shè)置有僅向插管內(nèi)部導(dǎo)通的單向閥，在井口組件上設(shè)置有與環(huán)空連通的氣口，在步驟四中，通過氣口向環(huán)空內(nèi)充入氣體以通過單向閥將環(huán)空內(nèi)的水?dāng)D壓到插管內(nèi)而形成隔熱腔。這種排水方法不涉及井內(nèi)操作，而是可在地面上使用大功率的鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)而得以實現(xiàn)，方便了施工。
[0016]在一個實施例中，在步驟四之后，還包括步驟五:通過氣口對隔熱腔抽真空。
[0017]在本申請中，用語“上”是指朝向地表的方向。用語“下”是指背向地表的方向。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:(1)在本發(fā)明的隔熱完井管柱中，在插管與一開套管之間形成了隔熱腔。隔熱腔的存在會大大減小熱量從插管向一開套管和外界環(huán)境的傳導(dǎo)，從而減少了熱量損失。(2)在本發(fā)明的插管的主體部上設(shè)置有僅向插管內(nèi)部導(dǎo)通的單向閥。通過設(shè)置單向閥，可方便地將一開套管和插管的主體部之間的環(huán)空內(nèi)的水排出，從而形成真空的隔熱腔。
【附圖說明】
[0019]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0020]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的隔熱完井管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的插管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的隔熱完井管柱10的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，沿從地表到地層深處的方向，隔熱完井管柱10包括以下構(gòu)件:一開套管20，上端密封式插入到一開套管20內(nèi)的二開套管11以及設(shè)置在一開套管20內(nèi)并且與二開套管11密封相連的插管21。還可以將水泵組件22安裝到一開套管20內(nèi)，并且將插管21的上端與水泵組件22的入口相連，水泵組件22的出口延伸到地表。一開套管20同樣向上延伸到地表，二開套管11向下延伸到地?zé)釋?2內(nèi)以開采地?zé)崴４送?，還可以安裝井口組件50，一開套管20向上延伸與井口組件50相接觸，并且水泵組件22的出口延伸到與井口組件50相接觸。這樣，地?zé)崴畷鬟^二開套管11、插管21和水泵組件22 (如圖1中的方向A)。
[0025]下面將對隔熱完井管柱10的各個部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0026]如圖1所示，二開套管11的下部構(gòu)造為篩管或濾水管15以方便開采地?zé)崴４讼Σ?，篩管15和二開套管11的其余部分還可以為可分體成型，即首先分別制造篩管15和二開套管11的其余部分，然后再將兩者裝配到一起。
[0027]如圖1所示，一開套管20的內(nèi)徑大于二開套管11的外徑，以使得二開套管11的上端能插入到一開套管20的下端內(nèi)部并且密封固定連接。在一個實施例中，一開套管20的內(nèi)徑為339.