КОАКСИАЛЬНЫЙ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ ЗОНД И СПОСОБ ЕГО МОНТАЖА ПОД ЗЕМЛЕЙ

1. Коаксиальный геотермальный зонд, содержащий центральную колонковую трубу (11) и трубчатую оболочку, которая ограничивает кольцевой зазор (15), проходящий от колонковой трубы наружу, причем колонковая труба (11) и кольцевой зазор (15) выполнены с обеспечением протекания по ним текучей среды-теплоносителя, отличающийся тем, что трубчатая оболочка во встроенном состоянии зонда (10) непосредственно примыкает к стенкам (2) скважины (1) под геотермальный зонд.
2. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 1, отличающийся тем, что трубчатая оболочка образована рукавной оболочкой (14), выполненной с возможностью расширения под действием повышенного внутреннего давления.
3. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 2, отличающийся тем, что рукавная оболочка (14) в уложенном складками состоянии охватывает колонковую трубу (11) и после введения в скважину (1) под геотермальный зонд под действием подводимой с избыточным давлением текучей среды принимает стабильную окончательную форму.
4. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 3, отличающийся тем, что диаметр рукавной оболочки (14) в расправленном состоянии больше, чем диаметр скважины (1) под геотермальный зонд (10).
5. Коаксиальный геотермальный зонд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что колонковая труба (11) и кольцевой зазор (15) выполнены с обеспечением протекания по ним воды в качестве среды-теплоносителя.
6. Коаксиальный геотермальный зонд по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что рукавная оболочка (14), по меньшей мере, на отдельных участках является ограниченно проницаемой для среды-теплоносителя, в частности для воды, при превышении заданного максимального значения относительного избыточного давления.
7. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 5, отличающийся тем, что рукавная оболочка (14), по меньшей мере, на отдельных участках является ограниченно проницаемой для среды-теплоносителя, в частности для воды, при превышении заданного максимального значения относительного избыточного давления.
8. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 6, отличающийся тем, что это максимальное относительное избыточное давление составляет примерно от 2 бар до 3 бар.
9. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 7, отличающийся тем, что это максимальное относительное избыточное давление составляет примерно от 2 бар до 3 бар.
10. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 6, отличающийся тем, что расположенная вблизи поверхности зона рукавной оболочки, которая в смонтированном состоянии примыкает к рыхлому грунту, выполнена водонепроницаемой.
11. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 7, отличающийся тем, что расположенная вблизи поверхности зона рукавной оболочки, которая в смонтированном состоянии примыкает к рыхлому грунту, выполнена водонепроницаемой.
12. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 3 или 4, отличающийся тем, что центральная колонковая труба (11) и расширяемая оболочка (14) интегрально соединены друг с другом и выполнены в виде бесконечного рулонного материала, и для введения в скважину (1) под геотермальный зонд сматываются с барабана на нужную длину.
13. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 3 или 4, отличающийся тем, что центральная колонковая труба (11) и соединенная с ней интегрально расширяемая оболочка (14) выполнены в виде отрезков нужной длины, и эти отрезки при введении в скважину (1) под геотермальный зонд соединяются друг с другом герметично для жидкости.
14. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 3 или 4, отличающийся тем, что центральная колонковая труба (11) и расширяемая оболочка (14) выполнены отдельно друг от друга, причем эта расширяемая оболочка (14) выполнена в виде плоского бесконечного рулонного материала и только при введении центральной колонковой трубы (11) сводится с ней воедино, причем продольные кромки оболочки (14) соединяются друг с другом герметично для жидкости.
15. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 13, отличающийся тем, что герметичное для жидкости соединение осуществляется сшиванием и/или сваркой.
16. Коаксиальный геотермальный зонд по п. 14, отличающийся тем, что герметичное для жидкости соединение осуществляется сшиванием и/или сваркой.
17. Коаксиальный геотермальный зонд по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что расширяемая оболочка (14) выполнена из комбинированной полимерной пленки, толщина которой составляет от около 3 мм до около 15 мм.
18. Коаксиальный геотермальный зонд по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что оболочка снабжена армированием из цельнотянутого алюминия, на которое с обеих сторон помещена эластичная полимерная мембрана, выполненная предпочтительно из полиэтилена, латекса, каучука или подобных материалов и снабжена микроперфорациями.
19. Коаксиальный геотермальный зонд по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что центральная колонковая труба (11) снабжена термоизоляционной оболочкой (12).
20. Способ монтажа коаксиального геотермального зонда в грунте, при котором сначала с помощью бурильного устройства сооружают скважину (1) под геотермальный зонд, а затем в подготовленную скважину (1) опускают коаксиальный геотермальный зонд (10), отличающийся тем, что после введения коаксиального геотермального зонда (10) уложенную вначале складками рукавную оболочку (14), одновременно образующую ограничительные стенки трубчатой оболочки коаксиального геотермального зонда (10), расширяют таким образом, что она по существу прилегает к стенкам (2) скважины (1) под геотермальный зонд.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что расширение уложенной складками рукавной оболочки (14) коаксиального геотермального зонда осуществляют сжатым воздухом, который предпочтительно подводят через центральную колонковую трубу (11) зонда, и на центральной колонковой трубе (11) располагают регулируемый источник тепла, предпочтительно инфракрасный излучатель, который с регулируемой скоростью перемещается от дна скважины (3) вплоть до поверхности для кратковременного позонного нагревания расширяемой оболочки (14).
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что в расширяемой оболочке (14) располагают датчики для измерения позонного растяжения, и скорость перемещения источника тепла регулируют в зависимости от измеренного растяжения материала оболочки.
23. Способ по п. 20, отличающийся тем, что расширение уложенной складками оболочки (14) коаксиального геотермального зонда (10) осуществляют посредством воды, которую подают сверху в кольцевой зазор (15) между колонковой трубой (11) и складчатой оболочкой (14).
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что после окончательного заполнения центральной колонковой трубы (11) вплоть до поверхности и через время выдержки от около 5 мин до 48 час давление на водяной столб в центральной колонковой трубе (11) непрерывно или ступенчато повышают до избыточного давления от около 12 бар до около 15 бар и поддерживают его в коаксиальном геотермальном зонде (10) в течение временного интервала от около 30 с до 1½ час.
25. Способ эксплуатации коаксиального геотермального зонда (10), содержащего центральную колонковую трубу (11), которая снабжена теплоизоляционной оболочкой (12), и рукавную оболочку (14), которая переводится из первоначально уложенного складками состояния в стабильное расширенное состояние, образует трубчатую оболочку и в смонтированном состоянии коаксиального геотермального зонда (10) прилегает непосредственно к стенкам (2) скважины (1) под геотермальный зонд, при котором в качестве среды-теплоносителя используют воду.