ТЕХНИЧЕСКИЙ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

Предложение относится к технологии использования геотермальной энергии и касается технических средств для реализации этого процесса.
Из доступных источников информации известен широкий спектр устройств и техкомплексов использования геотермальной энергии, наиболее представительные из которых содержат буровую установку, оборудование устья скважин с отводящими магистралями, колонку обсадных труб, гидронасосное оборудование. С помощью такого технокомплекса образуют теплообменный коллектор в структуре перегретого пласта и осуществляют подъем нагретой жидкой среды на дневную поверхность, последующую подачу ее потребителю [SU 2396353; RU 2222681; SU 1600425; Светловский А.Е., Геотермальная энергия: ресурсы, разработка, использование, «Мир», М., 1975; RU 2166625, Е21В 43/24, Е21В 7/18, 2000].
Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату.
Обладая преимуществом перед аналогами в части более эффективного теплозабора и теплооборота рабочей жидкой среды, прототип имеет также и недостатки, заключающиеся в низкой эффективности отбора и отвода из структуры пласта нагретой рабочей среды ввиду отсутствия системы передачи тепла от техкомплекса в структуру пласта в процессе проходки в нем скважин. Кроме того проходка одиночных и коаксиально проходимых скважин не обеспечивает требуемого забора и возврата отработанной рабочей жидкой среды.
Технической задачей и положительным результатом разработанного техкомплекса является повышение эффектиности теплообмена структуры геотермального пласта за счет дополнительного прогрева породы, истекающими из рабочего органа бурового устройства, парогазовыми струями; повышения проницаемости коллектора, позволяющей отводить теплоноситель с больей площади контура геотермального пласта.
Технический геотермальный комплекс, содержащий буровую установку, оборудование устья скважины с отводящими магистралями, колонну обсадных труб, гидронасосное оборудование, характеризуется тем, что он снабжен автономным бурильным агрегатом, имеющим рабочий орган, сообщенный с термогазогенератором, который соединен магистралями с источниками топливных компонентов, корпус агрегата смонтирован из модульных блоков, соединенных между собой посредством упругоподатливых сильфонов.
Техкомплекс характеризующийся тем, что он содержит несколько комплектов указанных агрегатов, размещаемых на некотором расстоянии относительно один другого на рабочей площадке.
На фиг.1 изображен общий вид описываемого техкомплекса;
на фиг.2, 3 - виды в плане;
на фиг.4, 5 - детали конструкции установки.
Техгеокомплекс содержит буровую установку 1 с бурильным агрегатом 2, оснащенным силовым термогазогенератором 3, соединенным с источниками топливных компонентов 4, 5, хладагента 6 и вытеснительного привода 7. Корпус установки и агрегата набран из модульных блоков, состыкованных между собой посредством сильфонов 8, начиная от рабочего органа 9 агрегата 2. Техкомплекс включает набор указанных комплектов агрегатов, термогазогенераторов и топливного оборудования для возможности размещения каждого комплекта с некоторым (заданным) расстоянием относительно друг друга для более эффективной добычи теплоносителя из проходимых геотермальных скважин 10, подаваемого по отводящим магистралям потребителям.
Агрегат 2 размещают на устье скважины 10, или несколько таких агрегатов - на устье нескольких скважин 11, 12, проходку ведут до геотермального пласта 13; часть скважин используют в качестве промысловых - перегретую рабочую жидкость из них подают по магистрали 14 потребителю, а другую часть скважин используют для закачивания в пласт 13 охлажденной жидкости - по магистрали 15.
Работа технокомплекса осуществляется следующим образом в продуктивный геотермальный пласт 13 проходят несколько скважин:
скважины 10, скважины 11 и 12, часть скважин 10 используют для добычи из пласта перегретой рабочей жидкой среды (вода или вода с минеральными микро-наночастицами), которую подают по магистральному трубопроводу 14 потребителю (на ТЭЦ, на отопление и т.п.). Использованную охлажденную жидкость подают по магистрали 15 обратно в пласт 13 по скважинам 11, 12, замыкая технологический цикл оборотной теплоотдачей с соблюдением технических и экологических норм на использование возобновляемой геотермальной энергии, - практически неисчерпаемой, т.к. потери теплового ресурса геотермопласта составляют не более 1°С за 10 лет его эксплуатации.
3
Проницаемость геотермопласта 13 (см. фиг.1 чертежа) значительно повышается за счет проходки горизонтальных и наклонных скважин 12 в структуру пласта с помощью бурового аппарата 2, а также за счет дополнительного прогрева структуры пласта истекающими из рабочего органа 9 аппарата (фиг.3, 5), т.к. температура рабочего агента свыше 1500°С, в то время, как температура пласта около 125°С. Этот дополнительный нагрев приводит к сильному диффундированию паров по микропорам и порам пласта, что приводит к повышению температуры в области теплозабора до 140-145°С.При этом: проницаемость породы увеличивается в 1,12-1,13 раза; теплообмен интенсифицируется теплоотдача с каждых 100 м породы повышается на 8-10%, а время закачки обратной жидкости сокращается за счет увеличения проницаемости пласта.