一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头的制作方法

1.本实用新型涉及地热能开采领域，具体涉及一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头。


背景技术：

2.当前，全球的能源结构正面临着深刻的变革，各国正在试图降低化石燃料的使用比重或开发可再生能源等手段对化石燃料进行升级或部分替代，这是因为以煤炭、石油和天然气为主的传统化石燃料存在如下几项明显的缺点：(1)污染严重，化石燃料燃烧会排放大量的粉尘、so2气体、温室气体等，从而容易造成雾霾天气、酸雨及温室效应等，危害人类健康；(2)储量有限，常规化石能源是亿万年前的动植物残骸经历漫长的地质演化形成的，其在短时间内难以再次形成，而当今世界的工业化进程中亟需大规模的能源消耗，因此，寻找替代能源迫在眉睫，大力开发新兴能源，降低对化石燃料的依赖程度，改变现有的能源结构势在必行。
3.干热岩作为一种极其环保可再生资源，这种绿色资源大量的储藏在地壳中，因此行之有效的开发利用对我国未来的能源结构和降低温室气体等的排放都有极大地帮助和改善。近年来，国家颁布多项政策法规支持我国地热能的开发利用，逐渐明确了地热能作为可再生能源在我国发电与供暖方面的重要地位，我国干热岩资源主要分布在西藏，其次为云南、广东、福建等东南沿海地区。鉴于干热岩型地热能勘查开发难度和技术发展趋势，埋深在5500m以浅的干热岩型地热能将是未来15-30年中国地热能勘查开发研究的重点领域。
4.目前干热岩开发过程中，部分干热岩井会采取平行水平井重力泄压开采，开发前期会采取定向压裂以提高地热能的利用率，目前注入井注入水通常采取井口注水，此种方式无法控制井下具体的注入位置、不同位置注入量、注入压力，无法做到精确注水，降低了干热岩开发的效率，并且目前市面上并未有专门用于平行水平井重力泄压开采的辅助设备。
5.因此针对上述问题，本实用新型提出一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头，以解决上述问题，达到精确注水的目的。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头，本新型装置可适用于干热岩平行水平井重力泄压开采，使用时配套地面注入系统、连续油管、封隔器，可根据实际干热岩水平井及压力裂缝进行定位、定量、定压注入，通过单向阀、旋流器的协同作用，可实现高压旋流注水，且可防止由于地下压力过高造成的反流，提高了干热岩开发效率、节约了干热岩开发的人力、物力成本。
7.本实用新型实施例提供一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头，包括喷头管壁、连接接管、注入孔板、缩径管、单向阀、旋流器，所述喷头管壁顶部布置有连接接管，所述连接接管上布置有螺纹，所述喷头管壁内壁底部布置有注入孔板、缩径管，所述缩径管布置
于注入孔板上部，所述喷头管壁内壁顶部布置有单向阀，所述注入孔板上布置有旋流器，所述喷头管壁外壁布置有保护滑轮。
8.所述注入孔板中心设置有喷入孔，所述喷入孔内设置有十字固定板，所述十字固定板中心位置设有固定孔。
9.所述旋流器包括螺旋桨叶、旋流转杆、滑动轴承、连接杆、固定螺母，所述旋流转杆顶部布置有滑动轴承，所述旋流转杆顶部与连接杆相连接，所述连接杆上布置有螺纹，所述固定螺母与连接杆通过螺纹连接，所述旋流转杆底部布置有螺旋桨叶，所述旋流器通过滑动轴承与固定孔相连接。
10.所述喷头管壁材质为不锈钢，其壁厚、内径可根据实际干热岩井筒内径进行调整。
11.所述连接接管材质为不锈钢，用于将实用新型装置与连续油管相连接。
12.所述注入孔板材质为不锈钢，其规格根据喷头管壁规格进行调整，其内部喷入孔规格可根据实际使用需求进行调整。
13.所述缩径管材质为不锈钢，用于增加注入水压力。
14.所述喷头管壁、注入孔板、缩径管表面布置有防腐层。
15.所述单向阀用于防止地下压力过高造成的反流。
16.所述旋流器可使干热岩注入水呈旋流输送，旋流输送相对普通的平流输送有着较强的优势，注入水旋流器的作用下，产生切向速度，由原本的轴向运动变为螺旋运动，在螺旋流状态下，注入水沿干热岩井筒内壁旋流式输送，增加了注入水接触面积，提高了注入效率。
17.注入喷头在地层中移动时，如果与地层岩石接触、摩擦，容易造成注入喷头损坏，因此在喷头管壁外壁上布置保护滑轮，用于注入喷头在地层中移动时保护其不被地层岩石磨损。
18.所述十字固定板材质为不锈钢，其焊接于喷入孔内部。
19.所述旋流转杆材质为不锈钢。
20.所述螺旋桨叶可根据使用需求调整其材质，可以是刚性材质或柔性材质。
21.所述实用新型装置使用时配套地面注入系统、连续油管、封隔器，地面注入系统应包括过滤功能、增压排液功能、压力监测功能、温度监测功能、流量监测功能，使用时将实用新型装置通过连接接管与连续油管相连接，连续油管与地面注入系统连接，连续油管上布置有封隔器，将实用新型装置下入干热岩水平注入井内，到达指定地点后将封隔器做封，制定注入参数(注入流量、压力、温度)，通过地面注入系统向连续油管内注水，后经实用新型装置旋流注入指定井段位置，以此进行干热岩平行水平井重力泄压开采。
22.所述实用新型装置使用时，注入水经由连续油管注入喷头管壁内部，缩径管进行增压后从喷入孔喷出，之后经由旋流器形成旋流注入指定井段位置；旋流器工作原理为：注入水喷至螺旋桨叶上，螺旋桨叶带动旋流转杆、滑动轴承转动，以此形成注入水旋流输送。
23.所述一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头的使用方法，包括以下步骤：
24.步骤1、布置地面供给系统，将实用新型装置通过连接接管与连续油管相连接，连续油管与地面注入系统连接，连续油管上布置有封隔器。
25.步骤2、将实用新型装置下入干热岩水平注入井内，到达指定地点后将封隔器做封。
26.步骤3、制定注入参数(注入流量、压力、温度)，通过地面注入系统向连续油管内注水。
27.步骤4、注入水经由连续油管注入喷头管壁内部，缩径管进行增压后从喷入孔喷出，之后经由旋流器形成旋流注入指定井段位置，以此进行干热岩平行水平井重力泄压开采。
28.步骤5、注水完毕后，将封隔器解封，调整连续油管以进行结束作业或更换注水位置。
29.本实用新型实施例的一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头有益效果是：本新型装置可适用于干热岩平行水平井重力泄压开采，使用时配套地面注入系统、连续油管、封隔器，可根据实际干热岩水平井及压力裂缝进行定位、定量、定压注入，通过单向阀、旋流器的协同作用，可实现高压旋流注水，且可防止由于地下压力过高造成的反流，提高了干热岩开发效率、节约了干热岩开发的人力、物力成本。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为实用新型装置结构示意图。
32.图2为实用新型装置底部结构示意图。
33.图3为旋流器结构示意图。
34.附图标号：1、喷头管壁2、连接接管3、注入孔板4、缩径管5、单向阀6、旋流器7、保护滑轮8、喷入孔9、十字固定板10、固定孔11、螺旋桨叶12、旋流转杆13、滑动轴承14、连接杆15、固定螺母。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.如图1-3所示，本实用新型实施例提供一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头，包括喷头管壁1、连接接管2、注入孔板3、缩径管4、单向阀5、旋流器6，所述喷头管壁1顶部布置有连接接管2，所述连接接管2上布置有螺纹，所述喷头管壁1内壁底部布置有注入孔板3、缩径管4，所述缩径管4布置于注入孔板3上部，所述喷头管壁1内壁顶部布置有单向阀5，所述注入孔板3上布置有旋流器6，所述喷头管壁1外壁布置有保护滑轮7。
37.所述注入孔板3中心设置有喷入孔8，所述喷入孔8内设置有十字固定板9，所述十字固定板9中心位置设有固定孔10。
38.所述旋流器6包括螺旋桨叶11、旋流转杆12、滑动轴承13、连接杆14、固定螺母15，所述旋流转杆12顶部布置有滑动轴承13，所述旋流转杆12顶部与连接杆14相连接，所述连
接杆14上布置有螺纹，所述固定螺母15与连接杆14通过螺纹连接，所述旋流转杆12底部布置有螺旋桨叶11，所述旋流器6通过滑动轴承13与固定孔10相连接。
39.所述喷头管壁1材质为不锈钢，其壁厚、内径可根据实际干热岩井筒内径进行调整。
40.所述连接接管2材质为不锈钢，用于将实用新型装置与连续油管相连接。
41.所述注入孔板3材质为不锈钢，其规格根据喷头管壁1规格进行调整，其内部喷入孔8规格可根据实际使用需求进行调整。
42.所述缩径管4材质为不锈钢，用于增加注入水压力。
43.所述喷头管壁1、注入孔板3、缩径管4表面布置有防腐层，防腐层材质为耐高温耐腐蚀材料。
44.所述单向阀5用于防止地下压力过高造成的反流。
45.所述旋流器6可使干热岩注入水呈旋流输送，旋流输送相对普通的平流输送有着较强的优势，注入水旋流器6的作用下，产生切向速度，由原本的轴向运动变为螺旋运动，在螺旋流状态下，注入水沿干热岩井筒内壁旋流式输送，增加了注入水接触面积，提高了注入效率。
46.注入喷头在地层中移动时，如果与地层岩石接触、摩擦，容易造成注入喷头损坏，因此在喷头管壁1外壁上布置保护滑轮7，用于注入喷头在地层中移动时保护其不被地层岩石磨损。
47.所述十字固定板9材质为不锈钢，其焊接于喷入孔8内部。
48.所述旋流转杆12材质为不锈钢。
49.所述螺旋桨叶11可根据使用需求调整其材质，可以是刚性材质或柔性材质。
50.所述实用新型装置使用时配套地面注入系统、连续油管、封隔器，地面注入系统应包括过滤功能、增压排液功能、压力监测功能、温度监测功能、流量监测功能，使用时将实用新型装置通过连接接管2与连续油管相连接，连续油管与地面注入系统连接，连续油管上布置有封隔器，将实用新型装置下入干热岩水平注入井内，到达指定地点后将封隔器做封，制定注入参数(注入流量、压力、温度)，通过地面注入系统向连续油管内注水，后经实用新型装置旋流注入指定井段位置，以此进行干热岩平行水平井重力泄压开采。
51.所述实用新型装置使用时，注入水经由连续油管注入喷头管壁1内部，缩径管4进行增压后从喷入孔8喷出，之后经由旋流器6形成旋流注入指定井段位置；旋流器6工作原理为：注入水喷至螺旋桨叶11上，螺旋桨叶11带动旋流转杆12、滑动轴承13转动，以此形成注入水旋流输送。
52.所述一种连续油管型干热岩开采用旋流注入喷头的使用方法，包括以下步骤：
53.步骤1、布置地面供给系统，将实用新型装置通过连接接管2与连续油管相连接，连续油管与地面注入系统连接，连续油管上布置有封隔器。
54.步骤2、将实用新型装置下入干热岩水平注入井内，到达指定地点后将封隔器做封。
55.步骤3、制定注入参数(注入流量、压力、温度)，通过地面注入系统向连续油管内注水。
56.步骤4、注入水经由连续油管注入喷头管壁1内部，缩径管4进行增压后从喷入孔8
喷出，之后经由旋流器6形成旋流注入指定井段位置，以此进行干热岩平行水平井重力泄压开采。
57.步骤5、注水完毕后，将封隔器解封，调整连续油管以进行结束作业或更换注水位置。
58.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。