向地下2000~3500m深钻井，成井后下置套管并固井，套管内安装保温内管，形成同轴套管式井下封闭换热结构，建立井内循环系统，低温换热介质（水）沿环空下行不断被地层加热升温，循环介质（水）在井底进入保温内管上行并通过换热器或热泵机组为建筑供热系统循环水提供热量，换热介质（水）降温后再次进入井内环空下行，往复循环换热，实现“只换热不取水”的地热开采方式。

西安研究院通过多项省级、公司级重点科研项目技术攻关，在中深层地热井下换热开发取得技术突破，形成了大口径丛式定向井技术、高导热复合固井材料、新型高效隔热内管等6项关键技术，技术成果被中国煤炭工业协会鉴定为国际领先水平并获得中国煤炭工业协会二等奖，建成的示范工程评选为国家能源局、陕西省住建厅、西安市及陕西省地热协会典型案例或示范项目，在地热井深度、井底温度及单井取热量方面均创造国内纪录。在该技术领域已获得授权发明专利4项、实用新型专利7项，主编/参编标准规范4项，技术成果已推广应用至陕西、山东、吉林、河北等地。

【应用案例】

项目位于西安市高新区，总建筑面积54598m2（折合住宅建筑面积约148700m2），其中6栋工业厂房28253m2，办公及公寓建筑26345m2。设计总热负荷3505kW，总冷负荷4430kW。供能系统包括热源系统（3口3200~3500m深的丛式地热井，单井同轴套管式换热）、冷源系统（4台闭式冷却塔）、一次管网、能源站系统及建筑供能末端等，实现高新院区建筑冬季地热能供暖和夏季集中制冷，系统制热能效系数>8.0，单口地热井间歇性平均取热功率>1500kW, 延米平均取热功率> 400W/m，住宅建筑供暖面积可达30000~50000m²， 较同类型项目单井供热能力提高2倍以上。系统较常规电热锅炉节能80%以上，每年冬季可节约标煤575.1t，减少CO₂、SO₂、NOx排放分别达1506.9t、4.9t、4.3t，具有显著的经济和环境效益。该项目已连续运行5年，稳定可靠，效果良好，节能高效，绿色环保。