为了了解中深层地热U型井地埋管换热性能及井下换热参数变化,完成了新型的U型井地埋管换热器工程,并在此基础上进行了实验研究。首先,确定了研究区的地层温度,根据热储的物性条件选取了水平井段及对接位置;其次,分析空载循环试验工况下循环水的流量及井下温度的变化情况,研究了负载工况下供回水温度、流量、换热量、不同井段对换热的贡献率、井下温度的动态变化、U型井的恢复能力等因素。实验结果表明:中深层U型井地埋管换热器井底温度会随运行时间增长而降低,流量大且回水温度较低的情况下,换热器的换热量比较高,最高为1 336.8 kW;回水井对换热量的增加有限,每百米增加0.12℃,实际工程中可以考虑减小口径,降低建设费用;U型井地埋管换热器的地温恢复能力较强,停止运行24 h左右井底温度与初始温度差为-13.00℃。研究结果有助于研究人员对中深层U型井地埋管换热器有更进一步的认识,从而推动中深层地热能的健康可持续发展。