НЕФТЯНАЯ ПРОВИНЦИЯ

Аннотация

 

В статье приводится короткий обзор о состоянии геотермальной энергетики во всем мире. На сегодняшний день тепло, получаемое с недр Земли в геотермальных станциях, используется во многих странах, в качестве электроэнергии или тепловой энергии. Огромный потенциал тепла Земли раскрывает перспективу развития данного вида энергии во многих отраслях. По этой причине возникает необходимость развития теоретических исследований в данной области. Одним из способов добычи геотермальной энергии, рассмотренных в данной статье, является способ нагрева жидкости в двухтрубной одноствольной скважине. Вода закачивается в межтрубное пространство между НКТ и обсадной колонной. Двигаясь вниз к забою, жидкость нагревается от стенки обсадной колонны за счет конвективной и кондуктивной теплопроводности, которая граничит с окружающими породами. Тепло к окружающим породам поступает с недр Земли. Поток тепла в среднем равен 50 мВт/м2 , может различаться в зависимости от региона. Нагретая уже к забою вода поднимается обратно к поверхности через НКТ. Чтобы минимизировать потери тепла при подъеме, НКТ должна быть изготовлена из теплоизоляционного материала. В работе приведена математическая модель нагрева жидкости в скважине за счет кондуктивного переноса тепла от окружающих скважину пород. Рассматриваются различные глубины скважин, геотермические градиенты пород и скорость движения жидкости по трубе. На основании построенных графиков зависимости температуры жидкости на выходе от времени, скорости закачки, глубины скважины, температурного градиента сделан вывод о прогнозировании использования данного метода в конкретном регионе. Приведены графики распределения температурного поля вокруг скважины в различные моменты времени, по которым можно судить о динамике «остывания» грунта за счет кондуктивного переноса тепла к скважине. Сделаны соответствующие выводы о возможности использования данного метода съема геотермальной энергии в различных регионах.

Ключевые слова:

 

теплообмен, геотермический градиент, нейтральный слой, теплопроводность, температурное поле.

Список литературы

 

1. Muhammad U. Design and experimental investigation 590 of a 1 kW organic Rankine cycle system using R245fa as working fluid for low-grade 591 waste heat recovery from steam/ Muhammad U., Imran M., Lee D.H., Park B.S.// Energy Conversion and Management. – 2015. – Vol.103. – p.1089-1100.

2. Hammons T.J. Geothermal power generation worldwide: Global perspective, technology, field experience, and research and development// Electric Power Components and Systems. – 2004. - Vol. 32, p. 529-553.

3. Tchanche B.F. Low-grade heat conversion into power using organic Rankine cycles – A review of various applications / Tchanche B.F., Lambrinos G., Frangoudakis A., Papadakis G.// Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2011. – Vol.15(8). – p. 3963-3979.

4. Dipippo R. Geothermal power plants: principles, applications, case studies and environmental impact / R. Dipippo. - Butterworth-Heinemann, 2008. – 600 p.

5. Franco A. Numerical simulation of geothermal reservoirs for the 601 sustainable design of energy plants: A review/ Franco A., Vaccaro M. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2014. – Vol. 30(2). – p. 987-1002.

6. Desai N.B. Process integration of organic Rankine cycle / Desai N.B., Bandyopadhyay S. // Energy. – 2009. – Vol. 34(10). – p.1674-1686.

7. Gola G., Bertini G. and etc. Data integration and conceptual modelling of the Larderello geothermal area, Italy // Energy Procedia. – V.125. – 2017. – p.300-309

8. Meza C. Transforming the Nicaraguan energy mix towards 100% renewable // 2017 International conference on Alternative energy in developing countries and emerging economies 2017 AEDCEE, 25-26 May, Bangkok, Thailand // Energy Procedia. – V.138. – 2017. – p.494-499.

9. Walraven D. Comparison of thermodynamic cycles for 606 power production from lowtemperature geothermal heat sources / Walraven D., Laenen B., D’Haeseleer W. // Energy Conversion and Management. – 2013. – Vol. 66(1). - p. 220–233.

10. Габдрахманова К.Ф., Усманова Ф. К. Прикладные методы решения задач в нефтегазовом деле / К.Ф. Габдрахманова, Ф. К. Усманова. Часть I. Уфа: 2013. - 197с.

11. Ларин П.А. О решении одномерного неоднородного волнового уравнения в конечном виде / П.А. Ларин // Фундаментальные исследования. – 2014. - №9 (часть 10) . – с. 2169-2173.

12. Izmailova G. R. Acoustic wave energy absorption and distributed heat sources upon an acoustic impact on media / Izmailova G. R., Kovaleva L. A., and Nasyrov N. M. // High Temperature, 2016, Vol. 54, № 1, pp. 56–61.

​

Сведения об авторах

 

Габдрахманова Клара Фаткуллиновна, кандидат технических наук, доцент кафедры Информационных технологий, математических и естественных наук, филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Октябрьском, г. Октябрьский, Республика Башкортостан, Российская Федерация

E-mail: klara47@mail.ru

​

Измайлова Гульнара Ришадовна, кандидат технических наук, доцент кафедры Информационных технологий, математических и естественных наук, филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Октябрьском, г. Октябрьский, Республика Башкортостан, Российская Федерация

E-mail:gulena-86@mail.ru

​

Ларин Петр Андреевич, старший преподаватель кафедры Информационных технологий, математики и естественных наук, филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Октябрьском, г. Октябрьский, Республика Башкортостан, Российская Федерация.

E-mail: Larinpa@mail.ru

​

Для цитирования:

​

Габдрахманова К.Ф., Измайлова Г.Р., Ларин П.А. Об одном из способов добычи геотермальной энергии//Нефтяная провинция.-2018.-№2(14).-С.122-134. DOI https://doi.org/10.25689/NP.2018.2.122-134