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龙图腾网获悉中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司申请的专利一种基于变径管与分支结构的深部地热同轴换热系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120720750B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511188759.1，技术领域涉及：E21B43/00；该发明授权一种基于变径管与分支结构的深部地热同轴换热系统是由张明财;李树武;马勃;韩文斌;张辽;陈宗刚;李栋;安晓凡设计研发完成，并于2025-08-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于变径管与分支结构的深部地热同轴换热系统在说明书摘要公布了：本公开提供一种基于变径管与分支结构的深部地热同轴换热系统，涉及能源开采技术领域。该系统由地面供能与控制设备、地热井和地下换热管网组成，地下换热管网设置于地热井内且包括：第一套管、第二套管、第三套管和分支管，第一套管、第二套管和第三套管依次对接连通，第一环空通道、第二环空通道和第三环空通道构成冷水注入通道，第一套管的内径大于第二套管的内径，第二套管的内径大于第三套管的内径；第一中心管、第二中心管和第三中心管依次对接连通并构成热水回流通道，第一中心管的内径大于第二中心管的内径。本公开中的技术方案可以增大流体与地层的换热接触面积，在提升换热效率的同时，实现注采流量与换热能力的协调匹配。

本发明授权一种基于变径管与分支结构的深部地热同轴换热系统在权利要求书中公布了：1.一种基于变径管与分支结构的深部地热同轴换热系统，其特征在于，所述系统由地面供能与控制设备、地热井和地下换热管网组成，所述地下换热管网设置于所述地热井内，且所述地下换热管网包括： 第一套管，设置于地热盖层，第一中心管同轴设置于所述第一套管内，所述第一中心管与所述第一套管之间形成第一环空通道； 第二套管，设置于地热储层，第二中心管同轴设置于所述第二套管内，所述第二中心管与所述第二套管之间形成第二环空通道； 第三套管，设置于致密基岩层，第三中心管同轴设置于所述第三套管内，所述第三中心管与所述第三套管之间形成第三环空通道，且所述第三套管与所述第三中心管远离所述第二套管的一端贯通连通； 分支管，一端从所述第二套管的管壁上穿出并延伸入所述地热储层中，另一端与所述第二套管或第三套管相连通； 其中，所述第一套管、第二套管和第三套管依次对接连通，所述第一环空通道、第二环空通道和第三环空通道构成冷水注入通道，所述第一套管的内径大于所述第二套管的内径，所述第二套管的内径大于所述第三套管的内径；所述第一中心管、第二中心管和第三中心管依次对接连通并构成热水回流通道，所述第一中心管的内径大于所述第二中心管的内径； 所述地面供能与控制设备包括： 注水调节阀，设置于与所述第一套管相连通的注水通道上； 采水调节阀，设置于与所述第一中心管相连通的采水通道上； 控制端，用于根据所述地下换热管网的运行参数生成调节指令，所述调节指令用于调控所述注水调节阀的注水流量以及所述采水调节阀的采水流量； 所述分支管与所述第二套管的连接处设置有限流阀；所述控制端还用于根据所述地下换热管网的注水口与采水口之间的温度差，调节所述限流阀的开度； 所述注水通道上设置有加热装置；所述控制端还用于根据所述地下换热管网的采水口温度，控制所述加热装置的启停状态或输出功率； 其中，所述控制端根据所述地下换热管网的注水口与采水口之间的温度差，调节所述限流阀的开度，包括：所述控制端获取地下换热管网中注水口与采水口的温度测量值，分别标记为第一时间点温度差与第二时间点温度差；控制端根据第二时间点温度差与第一时间点温度差之间的差值计算温差变化率，构建温差变化梯度，并记录该温差变化梯度作为当前换热状态变化趋势的表征量；当控制端判断连续多个控制周期内的温差变化梯度小于零，且变化幅度超过预设阈值时，调用预设预测调节模型以计算限流阀目标开度；控制端根据目标开度生成限流调节指令，并将该调节指令发送至设置于分支管与第二套管连接处的限流阀，驱动限流阀向预测状态调整；控制端持续采集所述温差值并更新温差变化梯度，重复执行温差预测与调节动作，形成对限流阀的闭环预测控制。

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