一种低温层地热水保温管道

文档序号:269338 发布日期:2021-11-19 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种低温层地热水保温管道 (Low-temperature layer geothermal water heat-insulation pipeline ) 是由 姚靖榆 于 2021-06-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及地热水开采技术领域,且公开了一种低温层地热水保温管道,包括内衬管体,所述内衬管体的两端分别固定连接有第一连接头、第二连接头,所述内衬管体、第一连接头、第二连接头为一体式。本发明通过将原本的管道分成内衬管体以及外壳钢管,然后将两层管道之间支撑真空环境,使得两层管道之间没有气体进行导热,大大的降低了地热水通过管道散热的途径,减少了埋深长度较大时,造成的温降情况的发生,同时在真空腔内部安装三角架,木质的三角架具有很好的隔热效果,由于管道埋深较大,此时外壳钢管外侧承受的压力逐渐增加,三角架的存在,有效地降低了连接头与外壳钢管焊接处的承载压力。(The invention relates to the technical field of geothermal water exploitation, and discloses a low-temperature layer geothermal water heat-insulating pipeline which comprises a lining pipe body, wherein a first connector and a second connector are fixedly connected to two ends of the lining pipe body respectively, and the lining pipe body, the first connector and the second connector are integrated. According to the invention, the original pipeline is divided into the lining pipe body and the outer shell steel pipe, then a vacuum environment is supported between the two layers of pipelines, so that no gas is arranged between the two layers of pipelines for heat conduction, the way of geothermal water for heat dissipation through the pipelines is greatly reduced, the temperature drop caused by large buried depth is reduced, meanwhile, the triangular support is arranged in the vacuum cavity, the wooden triangular support has a good heat insulation effect, and due to the large buried depth of the pipeline, the pressure born by the outer side of the outer shell steel pipe is gradually increased, and the existence of the triangular support effectively reduces the bearing pressure at the welding position of the connector and the outer shell steel pipe.)

一种低温层地热水保温管道

技术领域

本发明涉及地热水开采技术领域,具体为一种低温层地热水保温管道。

背景技术

地热资源是作为热源、水源、矿物资源利用的清洁环保的能源,对我国国民经济发展的具有重要意义,我国的地热资源丰富,一般地热水开采时,水温度高于150℃是以蒸汽的形式存在,属于高温地热,温度在90-150℃是以水蒸气以及水的形式存在,属于中温地热,温度在25-90℃是以温水、温热水以及热水的形式存在,属于低温地热。

在低温地热段,由于地热水的开采管道多是钢制泵管,这种管道带来的一个巨大缺陷就是导热性较高,当地热水的水位埋深较大时,容易造成较大温降,造成热量损失,浪费地热资源。

发明内容

针对背景技术中提出的现有钢制地热水管在使用过程中存在的不足,本发明提供了一种低温层地热水保温管道,具备导热降低、减少热量损失、降低地热资源浪费的优点,解决了上述背景技术中提出的关于地热水管导热快导致的埋深大时温降大的问题。

本发明提供如下技术方案:一种低温层地热水保温管道,包括内衬管体,所述内衬管体的两端分别固定连接有第一连接头、第二连接头,所述内衬管体、第一连接头、第二连接头为一体式,所述第一连接头、第二连接头的侧壁厚度大于内衬管体的侧壁厚度,所述内衬管体的外侧固定粘连海绵层,所述海绵层有两层,两层所述海绵层之间固定粘黏有三角架,所述三角架与海绵层之间存在有橡胶环,且橡胶环安装在三角架与海绵层接触点,所述橡胶环与海绵层之间紧贴,所述海绵层的外侧固定粘黏有外壳钢管,所述外壳钢管将第一连接头、第二连接头以及海绵层的外侧包围。

优选的,所述内衬管体、第一连接头、第二连接头为陶瓷复合材料,所述第一连接头、第二连接头的形状远离内衬管体的一侧为直角三角形构成的环体,且第一连接头、第二连接头的形状相契合,

优选的,两根所述三角架的内部均开设有空腔,所述空腔分别为干燥腔以及吸气腔,所述干燥腔的内部填充有干燥剂,所述吸气腔的内部填充有吸气剂,所述吸气腔与外界通过三角架上开设的通气孔连通,所述三角架的材质为木质,所述三角架的外部涂覆有防水层,所述三角架沿着内衬管体的周向以及轴向均布,所述三角架周向均布时相邻的三角架之间存在有间隙,所述三角架轴向均布时相邻的两个三角架之间无间隙。

优选的,所述第二连接头的径向长度大于三角架外侧的海绵层的径向长度。

优选的,所述外壳钢管的一端与第一连接头、第二连接头连接处设有三角形区,且外壳钢管的另一端连接处设有橡胶密封圈,所述橡胶密封圈的截面形状为直角三角形的圆环体,所述外壳钢管上开设有安装槽,所述安装槽的内部固定安装有形变杆,所述形变杆的形状为“T”字形,所述形变杆有横杆与竖杆构成,所述横杆位于安装槽内部并与安装槽固定安装,所述竖杆远离横杆的另一端为圆锥形,且形变杆为低温膨胀合金,所述安装槽的形状与形变杆的形状相同,且安装槽的尺寸稍大于形变杆,所述安装槽、形变杆沿着外壳钢管的周向以及轴向均布,所述外壳钢管与内衬管体之间形成真空腔,所述真空腔的两端通过密封层密封粘黏。

本发明具备以下有益效果:

1、本发明通过将原本的管道分成内衬管体以及外壳钢管,然后将两层管道之间支撑真空环境,使得两层管道之间没有气体进行导热,大大的降低了地热水通过管道散热的途径,减少了埋深长度较大时,造成的温降情况的发生,同时在真空腔内部安装三角架,木质的三角架具有很好的隔热效果,由于管道埋深较大,此时外壳钢管外侧承受的压力逐渐增加,三角架的存在,有效地降低了连接头与外壳钢管焊接处的承载压力。

2、本发明通过在外壳钢管的内部安装形变杆,利用相邻两节管道接头处散失的热量,来实现形变杆的形变,使得外壳钢管外部伸出众多扎入泥土层的触手,以达到固定管道的效果,稳定了管道的位置,由于地热水含有杂质,对造成管道堵塞,当堵塞在连接处,造成流速增大,使得连接头受到的冲击力增大,会造成管道脱落断裂,形变杆通过固定管道位置阻止管道脱落断裂。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明图1中A处结构示意图;

图3为本发明图1中B处结构示意图;

图4为本发明形变杆形变后结构示意图。

图中:1、内衬管体;2、第一连接头;3、第二连接头;4、海绵层;5、三角架;6、干燥腔;7、吸气腔;8、橡胶环;9、外壳钢管;10、安装槽;11、形变杆;12、真空腔;13、密封层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4,一种低温层地热水保温管道,包括内衬管体1,内衬管体1的两端分别固定连接有第一连接头2、第二连接头3,内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3为陶瓷复合材料,具体为SHS-自蔓燃陶瓷复合管,该种陶瓷复合管能够方便焊接,同时质量较轻,耐腐蚀、耐结垢的同时内部相较于原本的管制管道更为光滑,运行时阻力较小,同时由于地热水中会含有少量的石英砂石,硬度较大,容易造成钢管磨损,而SHS-自蔓燃陶瓷复合管的耐磨性能好,能够有效地减少管道内部的磨损,减少运行阻力,第一连接头2、第二连接头3的形状远离内衬管体1的一侧为直角三角形构成的环体,且第一连接头2、第二连接头3的形状相契合,内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3为一体式,第一连接头2、第二连接头3的侧壁厚度大于内衬管体1的侧壁厚度,内衬管体1的外侧通过白乳胶将海绵层4固定粘连,海绵层4的外侧设置有三角架5,三角架5另一侧设置有海绵层4,三角架5安装在两块海绵层4之间,两根三角架5的内部开设有均开设有空腔,空腔分别为干燥腔6以及吸气腔7,干燥腔6的内部填充有干燥剂,三角架5内部的干燥剂是为了避免内衬管体1中的热水在遇到冷空气时,在内衬管体1外部结露,导致三角架5受潮发霉受损,导致三角架5支撑作用降低,吸气腔7的内部填充有吸气剂,吸气腔7与外界通过通气孔连通,通气孔开设在三角架5上,三角架5的材质为木质,木质材料的隔热效果好,能够有效地阻止内衬管体1内部地热水的热量传递,三角架5的外部涂覆有防水层,三角架5沿着内衬管体1的周向以及轴向均布,三角架5周向均布时相邻的三角架5之间存在有间隙,三角架5轴向均布时相邻的两个三角架5之间无间隙,三角架5与海绵层4之间存在有橡胶环8,橡胶环8与海绵层4之间紧贴,橡胶环8与三角架5之间通过白乳胶固定粘黏,橡胶环8为圆环状,且橡胶环8安装在三角架5与海绵层4接触点,海绵层4的存在能够将内衬管体1外壁的结露吸收,利用橡胶环8的存在避免三角架5与海绵层4接触,避免三角架5吸收海绵层4中的冷凝水,第二连接头3的径向长度大于三角架5外侧的海绵层4的径向长度,使得外壳钢管9与连接头之间有一个支撑的角,来提高外壳钢管9的支撑力,海绵层4的外侧通过白乳胶固定粘黏有外壳钢管9,外壳钢管9将第一连接头2、第二连接头3以及海绵层4的外侧包围,外壳钢管9的一端与第一连接头2、第二连接头3连接处设有三角形区,且外壳钢管9的另一端连接处设有橡胶密封圈,橡胶密封圈的截面形状为直角三角形的圆环体,第一连接头2、第二连接头3与外壳钢管9之间焊接固定,由于第一连接头2、第二连接头3形状的限定,相邻的两根管道之间通过相契合的第一连接头2、第二连接头3之间榫接,榫接后的第一连接头2、第二连接头3之间间隙变小,然后利用外侧的外壳钢管9将两节管道固定连接,外壳钢管9的外侧在外侧设置有螺纹孔,通过螺栓固定连接,而在外壳钢管9与第一连接头2、第二连接头3的连接处通过设置三角形区安装密封圈,通过密封圈来起到封水的效果,避免管道内部的水流通过连接处流到外界,另外由于内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3为陶瓷复合材料,因此具有一定的脆性,由于土质层结构成分复杂,且存在有大颗粒的石块,容易打碎具有脆性的内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3,所以利用外壳钢管9钢制品的坚硬来包裹住内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3,避免内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3与石块接触,外壳钢管9上开设有安装槽10,安装槽10的内部固定安装有形变杆11,形变杆11的形状为“T”字形,形变杆11有横杆与竖杆构成,横杆位于安装槽10内部并与安装槽10固定安装,竖杆远离横杆的另一端为圆锥形,且形变杆11为低温膨胀合金,安装槽10的形状与形变杆11的形状相同,且安装槽10的尺寸稍大于形变杆11,是为了适应形变杆11形变时的体积膨胀,安装槽10、形变杆11沿着外壳钢管9的周向以及轴向均布,由于第一连接头2、第二连接头3与外壳钢管9直接接触,而外壳钢管9的导热性较好,此时接口处会有一定的热量散失,散失的热量通过外壳钢管9传递到形变杆11上,使得安装槽10内壁的形变杆11受到温度影响,发生膨胀,导致竖杆从安装槽10的内部延伸至外部,并通过尖锐的竖杆插入泥土层,与土质层固定,由于地热水中含有杂质较多,当杂质在管中堵塞时,会造成水压增大,当堵塞处位于两根管子的连接处,过大的水压会冲断连接处,使得管子脱落,当管子内部热量从接口处散失时,热量会从接口处向形变杆11传递,形变杆11扎入泥土中,固定了管道的位置,增加了管道的稳定性,提高了管道接口处抵抗水压的抵抗力,外壳钢管9与内衬管体1之间形成真空腔12,真空腔12的两端通过密封层13密封粘黏,在安装时,要对真空腔12内部进行真空抽吸处理,将内衬管体1去内部的空气全部抽出,当内部还存有剩余空气时,可以利用吸气腔7中的吸气剂对剩余空气补充吸附,内部空气主要通过三角架5上通气孔吸收,使得真空腔12内部处于真空环境,利用真空降低地热水与外界泥土的导热,由于埋深越深地应力越大,外壳钢管9的外侧承受的压力越大,而三角架5的存在很大程度上减轻了外壳钢管9与第一连接头2、第二连接头3连接处的承载力,起到了支撑减压的效果。

本发明的使用方法如下:

首先要安装管道,在内衬管体1、第一连接头2、第二连接头3形成的一体式管道的外侧,利用白乳胶将海绵层4粘粘,然后将橡胶环8一圈圈的套在内衬管体1外侧,然后在橡胶环8外侧固定粘黏三角架5,然后在三角架5的外侧粘黏橡胶环8,在橡胶环8的最外侧垫海绵层4,然后在海绵层4的外侧安装外壳钢管9,通过焊接的方式将第一连接头2、第二连接头3与外壳钢管9焊连,相邻的管道利用第一连接头2、第二连接头3的适配性将两节管道榫接,然后通过外壳钢管9外侧的螺纹孔栓接固定,当开采设备运行时,利用真空腔12真空环境在地热水流动的管道与泥土隔开,减少空气的存在,实现导热隔断,部分热量通过连接处进行传递,传递到外壳钢管9上的形变杆11,使得形变杆11变形向外伸,最终扎入泥土中,使得内衬管体1被泥土固定住位置,当连接处流动压力过大时,避免管道断裂脱落。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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