本發(fā)明涉及地熱井技術領域，具體涉及一種基于風雨操場的地熱井。

背景技術：

風雨操場是在雷雨天氣供人們室內活動的大型運動場所，其中個別運動項目，例如游泳池等需要保持相對恒定的溫度，而且，由于風雨操場內的人流量較大，如果室內溫度變化較大，會影響室內活動人員的身體健康。

為了節(jié)約能源，風雨操場的供熱系統(tǒng)一般是基于地熱井的空調循環(huán)系統(tǒng)，而現(xiàn)有的地熱井的井身結構鮮有涉及維持井內水源溫度的技術方案，導致空調循環(huán)系統(tǒng)的負荷增加，不利于節(jié)能環(huán)保；此外，對井內水源的過濾也尤為重要，如果大量泥沙進入地熱井中，潛水泵將含泥沙的水抽出進入空調循環(huán)系統(tǒng)進行利用，容易造成設備的損壞，影響系統(tǒng)運行，造成重大損失。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種基于風雨操場的地熱井，以提高地熱井中水源的質量，同時保持地熱井中水源的溫度。

本發(fā)明提供的一種基于風雨操場的地熱井，包括從上至下排列的固井段和過濾器井段，所述固井段包括14米長的井壁管，所述井壁管與井身之間采用水泥漿回灌；所述過濾器井段包括14米長的透水管，所述透水管與井身之間設有過濾器，且在透水管與井身之間填充砂巖。

本發(fā)明中，地熱井從上至下依次為固井段和過濾器井段，而地熱井建造位置的地質結構從上至下依次分為13米的粘性土，和15米的含有漂石和細砂的地質層，下面還存在一定厚度中風化巖石層；由于粘性土層的結構松散，而且含水量少，因此為了保證井身結構的穩(wěn)定性，以及防止冷水進入到地熱井中，將固井段深度定為14米，并采用14米長的井壁管和回灌水泥漿的方式進行加固；由于漂石和細砂層的含水量豐富，因此在該層設置深度為14米的過濾器井段，采用14米長的透水管加固，在透水管和井身之間設置的過濾器可以將地下水中的泥沙阻隔在透水管與井身之間，防止泥沙進入地熱井中，提高了地熱井中水源的質量，并在透水管與井身之間填充砂巖，以進一步保證過濾器井段的穩(wěn)定性，同時由于填充物與過濾器井段所處地質的主要成分相同，不會影響地下水的流通。

優(yōu)選地，所述井壁管包括外井壁管和內井壁管，所述內井壁管通過固定支架與所述外井壁管連接，所述外井壁管和內井壁管之間設置有保溫層。由于固井段處于井身的上方，該地層的溫度較低，地熱井中的水源接觸到內井壁管將會導致熱量散失，因此，在固井段處設置保溫層可有效防止地熱井中水源熱量的流失。

優(yōu)選地，所述保溫層為聚氨酯發(fā)泡層。利用發(fā)泡技術在外井壁管和內井壁管間形成的聚氨酯保溫層具有良好的保溫效果，能夠滿足長時間的保溫需求，而且聚氨酯材料具有良好的耐磨性、耐老化性和粘合性，可以適用于地熱井的使用環(huán)境。

優(yōu)選地，所述外井壁管的內表面設置有紅外線反射涂層。外井壁管內表面設置的紅外反射涂層可以對聚氨酯保溫層的紅外線進行反射，降低聚氨酯保溫層熱量的擴散，提高保溫效果。

優(yōu)選地，所述內井壁管的外表面設置有太陽能吸熱涂層。由于內井壁管直接接觸地熱井中的水源，導致其外表面有較高的溫度，而太陽能吸熱涂層能夠較好吸收紅外線，從而在內井壁管的外表面形成一個聚熱層，降低內井壁管的熱量溢出，進一步提高了保溫效果。

優(yōu)選地，所述內井壁管和外井壁管均為不銹鋼材質。采用不銹鋼材質的內井壁管和外井壁管可以提高井身結構的強度，防止井身坍塌，而且不銹鋼材質具有較好的耐腐蝕性，可以適用于地熱井中復雜的水源環(huán)境，延長地熱井的使用壽命。

優(yōu)選地，所述內井壁管的內表面設置有防腐涂層。由于地下的環(huán)境一般都比較惡劣，地熱井中的水源的腐蝕性較強，在內井壁管的內表面設置防腐涂層，可以對其進行保護，延長其使用壽命。

優(yōu)選地，所述過濾器包括一級過濾裝置和二級過濾裝置，所述二級過濾裝置設置于所述一級過濾裝置內；所述一級過濾裝置包括基礎管、保護擋筋和包網，所述基礎管為圓管，所述基礎管管壁上均勻布置有透水孔，所述保護擋筋豎向焊接在基礎管外壁上，保護擋筋等間距布置，所述包網包裹在保護擋筋及基礎管外壁上，包網豎向包裹的范圍大于保護擋筋的范圍，包網外用鐵絲纏繞固定在保護擋筋及基礎管外壁上；所述二級過濾裝置包括內管、外管、隔板和濾芯，所述內管和外管均為圓管，內管和外管同軸設置，外管管壁上均勻布置有透水孔，外管頂端設置有吊環(huán)，所述隔板一端與內管外壁固定連接，隔板另一端與外管內壁固定連接，隔板將內管與外管之間分割為多個腔室，所述濾芯填充在所述腔室中，腔室上下端為敞口，用于排出經濾芯過濾后的水；所述外管頂端設置有向外突出的環(huán)形的外管突出體，所述基礎管設置有向內突出的環(huán)形的基礎管上突出體和基礎管下突出體，所述外管向下穿過所述基礎管上突出體內圓，外管突出體壓在基礎管上突出體上，外管底部壓在所述基礎管下突出體上，所述基礎管上突出體與外管突出體之間墊有膠墊，所述基礎管下突出體與外管底部之間墊有膠墊。

本發(fā)明中的過濾器包括一級過濾裝置和二級過濾裝置。其中一級過濾裝置對泥沙進行粗濾，主要用于過濾掉大顆粒的砂子，基礎管管壁上均勻布置有透水孔，包網包裹在管外，地下水要進入地熱井中，首先要經過包網及基礎管的透水孔兩層過濾，過濾掉大顆粒的砂子。二級過濾裝置對泥沙進行精濾，主要用于過濾掉細小的泥沙，二級過濾裝置包括內管、外管、隔板和濾芯，內管與外面同軸布置，隔板是內管與外管的連接骨架，同時將內管與外管之間的空間隔為多個腔體，腔體內充填濾芯，通過這樣的設計，使整個二級過濾裝置為一個整體，結構牢固；二級過濾裝置主要靠設在外管管壁上的透水孔和腔室中的濾芯兩層過濾，內管管壁未設置透水孔，腔室上、下端為敞口，地下水進入腔室后，沿腔室上、下流動，從腔室上、下端排出，通過這樣的設計，延長了地下水在濾芯中的流動路徑，提高了過濾效果。一級過濾裝置濾孔較大，不易堵塞，能過濾掉大顆粒砂子，二級過濾裝置濾孔小，容易堵塞，能過濾掉細小泥沙，采用這種分級過濾的方式，既能較徹底地過濾掉砂子，又能減小過濾器堵塞的概率。外管向下穿過基礎管上突出體內圓，外管突出體壓在基礎管上突出體上，外管底部壓在基礎管下突出體上，使二級過濾裝置和一級過濾裝置結合在一起，并且它們之間均墊有膠墊，通過二級過濾裝置的自重壓實膠墊，密封效果好，泥沙不會從縫隙流出。二級過濾裝置為整體式設計，可輕易與基礎管上突出體和基礎管下突出體分離，可通過設置在外管頂端的吊環(huán)將二級過濾裝置整體吊出地熱井進行清洗、維修或更換，清洗、維修或更換后再將二級過濾裝置吊入地熱井中，與一級過濾裝置組合在一起使用，由此可延長過濾器的使用壽命，進一步提高了地熱井中水源的質量。

優(yōu)選地，所述濾芯為不銹鋼濾芯，所述內管的外壁和隔板上設置有向外突出的固定件，所述固定件用于固定所述不銹鋼濾芯；所述每個腔室的橫截面積相等。不銹鋼濾芯具有良好的過濾性能，過濾后的地下水能滿足系統(tǒng)使用要求，其耐蝕性、耐熱性、耐壓性、耐磨性好，能滿足惡劣的地下環(huán)境，其芯氣孔均勻、精確的過濾精度，單位面積的流量大，能提高精濾的效率，提高過濾效率，其清洗之后可以再使用，免更換，節(jié)約資源，降低成本；經粗濾后的地下水從外管的透水孔進入腔室后，沿腔室上、下流動，經腔室敞口排出，濾芯容易發(fā)生位移、結團，固定件對不銹鋼濾芯起固定作用，過濾時，水的流動不會使濾芯發(fā)生位移，濾芯不會結團，從而保證了濾芯的正常工作，提高了過濾效果；而各腔室的橫截面積相等，進出腔室的水量均勻，可以進一步提升過濾的效果和效率。

優(yōu)選地，所述基礎管的透水孔為條形孔，所述上、下相鄰兩排的條形孔相互錯開。采用條形孔，能滿足粗濾要求，上、下相鄰兩排相互錯開，使透水孔分布更均勻，過濾進入基礎管的地下水也更均勻，可以進一步提升過濾的效果和效率。

優(yōu)選地，為了優(yōu)化結構，所述保護擋筋采用防銹圓鋼，所述圓鋼直徑為4mm,圓鋼間距為20mm。

優(yōu)選地，所述包網為尼龍絲包網。尼龍絲包網能過濾掉大顆粒的砂子，達到粗濾的要求。

優(yōu)選地，所述鐵絲采用鍍鋅鐵絲，鐵絲纏繞間距為10mm。采用鍍鋅鐵絲，防止纏繞的鐵絲因被腐蝕而斷裂，導致包網脫落，同時為了優(yōu)化結構，鐵絲纏繞間距為10mm。

優(yōu)選地，所述外管的透水孔為圓形孔，所述圓形孔左、右兩列相互錯開。采用圓形孔，能滿足精濾的要求，左、右相鄰兩列相互錯開，使透水孔分布更均勻，進入腔室的地下水也更均勻，提升過濾的效果和效率。

優(yōu)選地，所述基礎管的透水孔的過水面積大于所述外管的透水孔的過水面積。基礎管的透水孔的過水面積大于外管的透水孔的過水面積,能保證粗濾為精濾提供足夠的水量，提升過濾效率。

優(yōu)選地，所述基礎管內外表面、內管的內外表面、外管的內外表面和透水孔的表面均涂有防腐蝕層。地下的環(huán)境一般都比較惡劣，腐蝕性較強，在基礎管內外表面、內管的內外表面、外管的內外表面和透水孔的表面這些與地下水或土壤直接接觸的部分涂一層防腐蝕層，能減小過濾器部件的腐蝕，延長使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1為本發(fā)明所述一種基于風雨操場的地熱井的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明所述一種基于風雨操場的地熱井的井壁管的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明所述一種基于風雨操場的地熱井的過濾器的剖視結構示意圖；

圖4為圖3的A-A剖視圖；

圖5為圖3的B-B剖視圖；

圖6為圖3的C-C剖視圖；

圖7為本發(fā)明所述一種基于風雨操場的地熱井的過濾器的基礎管與二級過濾裝置結合的結構示意圖；

圖8為本發(fā)明所述一種基于風雨操場的地熱井的過濾器的二級過濾裝置的結構示意圖。

附圖標記：

1-井壁管；2-透水管；3-過濾器；

11-外井壁管；12-內井壁管；13-固定支架；14-聚氨酯保溫層；15-紅外線反射涂層；16-太陽能吸熱涂層；31-基礎管；32-保護擋筋；33-包網；34-鐵絲；35-外管；36-內管；37-腔室；38-隔板；39-透水孔；

311-基礎管上突出體；312-基礎管下突出體；351-外管突出體；352-吊環(huán)；361-固定件。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本實施例中地熱井建造位置的地質結構的主要成分從上至下依次分為13米的粘性土，和15米的含有漂石和細砂的地質層，下面還存在一定厚度中風化巖石層，其中，粘性土層的結構松散，含水量少，漂石和細砂層的結構也松散，但是含水豐富，中風化巖石層的結構相對緊密，穩(wěn)定性較好；因此，為了保證井身結構的穩(wěn)定性，本發(fā)明實施例提供的一種基于風雨操場的地熱井，從上至下依次為固井段和過濾器井段，其中固井段為14米，相應地采用14米長的井壁管1加固，在井壁管1和井身之間采用水泥漿回灌，以提高地熱井的穩(wěn)定性；過濾器井段為14米，相應地采用14米長的透水管2加固，在透水管2與井身之間設有過濾器3，并在透水管2與井身之間填充砂巖，進一步鞏固井身結構的穩(wěn)定性，地下水經由過濾器3從透水管2上的孔中流入到地熱井中，過濾后的地下水水質得到了改善，水中泥沙的含量大幅減少，可滿足后續(xù)對地熱井中的水源的利用需求，保證了地熱井中水源的質量。

如圖2所示，所述井壁管1包括外井壁管11和內井壁管12，該內井壁管12通過固定支架13與外井壁管11連接，在外井壁管11和內井壁管12之間設置有發(fā)泡形成的聚氨酯保溫層14，由于固井段處于井身的上方，該地層的溫度較低，地熱井中的水源接觸到內井壁管12將會導致熱量散失，因此，在固井段處設置保溫層可有效防止地熱井中水源熱量的流失；所述外井壁管11的內表面設有紅外線反射涂層15，該紅外線反射涂層15是以熱固性樹脂材料為低溫成膜物質，以低熔點和低膨脹系數(shù)特制無鉛玻璃粘結劑為高溫粘結材料，經特殊工藝加工制備的一種具有紅外反射功能的，耐高溫、粘結性強且無毒無污染的有機無機復合涂層，可以對聚氨酯保溫層14的紅外線進行反射，降低聚氨酯保溫層14熱量的擴散，提高保溫效果；由于內井壁管12直接接觸地熱井中的水源，導致其外表面有較高的溫度，因此在所述內井壁管12的外表面設有太陽能吸熱涂層16，可以較好地吸收紅外線，從而在內井壁管12的外表面形成一個聚熱層，降低內井壁管12的熱量溢出，進一步提高了保溫效果，該太陽能吸熱涂層16為鋼的陽極氧化涂層，具有耐潮濕的特點，適用于地熱井內的使用環(huán)境。

上述外井壁管11和內井壁管12均為不銹鋼材質，可以提高井身結構的強度，防止井身坍塌，而且不銹鋼材質具有較好的耐腐蝕性，可以適用于地熱井中復雜的水源環(huán)境，延長地熱井的使用壽命

此外，由于地下的環(huán)境一般都比較惡劣，地熱井中的水源的腐蝕性較強，因此在上述內井壁管12的內表面設置有防腐涂層,以進一步對其進行保護，延長其使用壽命。本實施例采用的防腐涂層以聚氨酯改性環(huán)氧樹脂為基底，以云母氧化鐵紅為主要顏填料，其對不銹鋼表面有較強的附著力，可以在地熱井潮濕的環(huán)境下長久工作而不脫落。

如圖3-7所示，所述過濾器包括一級過濾裝置和二級過濾裝置，二級過濾裝置設置于一級過濾裝置內；一級過濾裝置包括圓形的基礎管31、保護擋筋32和包網33，基礎管31管壁上均勻布置有透水孔39，透水孔39為條形孔，上、下相鄰兩排相互錯開，保護擋筋32采用直徑為4mm的防銹圓鋼，豎向焊接在基礎管31外壁上，其間距為20mm，包網33為尼龍絲包網33，包裹在保護擋筋32及基礎管31外壁上，包網33豎向包裹的范圍大于保護擋筋32的范圍，包網33外用鍍鋅鐵絲34以10mm間距纏繞固定在保護擋筋32及基礎管31外壁上；二級過濾裝置包括內管36、外管35、隔板38和濾芯，內管36和外管35均為圓管，內管36和外管35同軸設置，外管35管壁上均勻布置有透水孔39，透水孔39為圓形孔，左、右兩列相互錯開，基礎管的透水孔39的過水面積大于外管的透水孔39的過水面積，外管35頂端設置有四個吊環(huán)352，隔板38一端與內管36外壁固定連接，隔板38另一端與外管35內壁固定連接，隔板38將內管36與外管35之間分割為多個橫截面積相等的腔室37，濾芯采用不銹鋼濾芯，填充在腔室37中，腔室37上下端為敞口，用于排出經濾芯過濾后的水，內管36的外壁和隔板38上設置有向外突出的固定件361，固定件361用于固定不銹鋼濾芯，基礎管31內外表面、內管36的內外表面、外管35的內外表面和透水孔39的表面均涂有防腐蝕層；外管35頂端設置有向外突出的環(huán)形外管突出體351，基礎管31設置有向內突出的環(huán)形基礎管上突出體311和基礎管下突出體312，外管35向下穿過基礎管上突出體311內圓，外管突出體351壓在基礎管上突出體311上，外管35底部壓在基礎管下突出體312上，基礎管上突出體311與外管突出體351之間墊有膠墊，基礎管下突出體312與外管35底部之間墊有膠墊。

其中一級過濾裝置對泥沙進行粗濾，主要用于過濾掉大顆粒的砂子；基礎管31管壁上均勻布置有條形透水孔39，上、下相鄰兩排相互錯開，使透水孔39分布更均勻，過濾進入基礎管31的地下水也更均勻，尼龍絲包網33通過保護擋筋32墊襯，包裹在管外，用鍍鋅鐵絲34固定，地下水要進入地熱井中，首先要經過尼龍絲包網33及基礎管的透水孔39兩層過濾，過濾掉大顆粒的砂子。二級過濾裝置對泥沙進行精濾，主要用于過濾掉細小的泥沙，二級過濾裝置包括內管36、外管35、隔板38和濾芯，內管36與外管35同軸布置，隔板38是內管36與外管35的連接骨架，同時將內管36與外管35之間的空間隔為多個橫截面積相等的腔室37，通過這樣的分割過濾，各腔室37水量均勻，能提升過濾的效果和效率，腔室37內填充不銹鋼濾芯，通過這樣的設計，使整個二級過濾裝置為一個整體，結構牢固；同時，不銹鋼濾芯具有良好的過濾性能，過濾后的地下水能滿足系統(tǒng)使用要求，其耐蝕性、耐熱性、耐壓性、耐磨性好，能滿足惡劣的地下環(huán)境，其芯氣孔均勻、精確的過濾精度，單位面積的流量大，能提高精濾的效率，滿足系統(tǒng)用水需求，其清洗之后可以再使用，免更換，節(jié)約資源，降低成本；二級過濾裝置主要靠設在外管35管壁上的透水孔39和腔室37中的濾芯兩層過濾，透水孔39上、下相鄰兩列相互錯開，使透水孔39分布更均勻，進入腔室37的地下水也更均勻；基礎管的透水孔39的過水面積大于外管的透水孔39的過水面積,能保證粗濾為精濾提供足夠的水量，提升過濾效率；內管36未設置透水孔39，腔室37上、下端開口，地下水進入腔室37后，向腔室37兩端流動，從腔室37上、下端排出，通過這樣的設計，延長了地下水在濾芯中的流動路徑，提高了過濾效果，由于過濾過程中，濾芯容易發(fā)生位移、結團，固定件361對不銹鋼濾芯起固定作用，過濾時，水的流動不會使濾芯發(fā)生位移，濾芯不會結團，從而保證了濾芯的正常工作，提高了過濾效果；地下的環(huán)境一般都比較惡劣，腐蝕性較強，在基礎管31內外表面、內管36的內外表面、外管35的內外表面和透水孔39的表面這些與地下水或土壤直接接觸的部分涂一層防腐蝕層，能減小過濾器部件的腐蝕，延長使用壽命。

一級過濾裝置濾孔較大，不易堵塞，能過濾掉大顆粒砂子，二級過濾裝置濾孔小，容易堵塞，能過濾掉細小泥沙，采用這種分級過濾的方式，既能較徹底地過濾掉砂子，又能減小過濾器堵塞的概率。

外管35向下穿過基礎管上突出體311內圓，外管突出體351壓在基礎管上突出體311上，外管35底部壓在基礎管下突出體312上，通過這種可拆卸的方式將二級過濾裝置和一級過濾裝置結合在一起，同時結合位置之間均墊有膠墊，通過二級過濾裝置的自重壓實膠墊，密封效果好，泥沙不會從縫隙流出；二級過濾裝置和一級過濾裝置可拆卸分離，可以通過外管35頂端設置的吊環(huán)352將二級過濾裝置整體吊起來清洗、維修或更換，清洗、維修或更換后再將二級過濾裝置吊入地熱井中，與一級過濾裝置組合在一起使用，從而提高了地熱井中水源的質量。

本實施例所述過濾器在抽水和回灌中運行方式不同，具體如下：

抽水時，需要一級過濾裝置和二級過濾裝置共同作用，將二級保護裝置吊入地熱井中，外管5向下穿過基礎管上突出體311內圓，外管突出體351壓在基礎管上突出體311上，與一級過濾裝置組裝在一起，含有泥沙的地下水流過尼龍絲包網33，經基礎管31上的條形透水孔39進入地熱井中，在井外經過尼龍絲包網33和條形透水孔39的過濾完成泥沙的一級過濾；經過粗濾后的地下水經外管35上的圓形透水孔進入腔室37，經不銹鋼濾芯的精濾，從腔室37上、下敞口排出，完成泥沙的二級過濾，從而得到滿足生產需求的地下水源。

回灌是要將利用后的水源經地熱井灌回地下，為了減小回灌的阻力，需要將二級過濾裝置整體吊出井外，回灌水經基礎管31上的條形透水孔39流出，然后透過尼龍絲包網33流回到地下，與抽水過濾時的水流流向相反，對一級過濾裝置有清洗的作用，防止濾孔堵塞，同時，二級過濾裝置吊出后，可對其進行清洗、維修或保養(yǎng)。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求和說明書的范圍當中。