BG62789B1 - Method and device for drawing out hot abysmal waters - Google Patents

Method and device for drawing out hot abysmal waters Download PDF

Info

Publication number
BG62789B1
BG62789B1 BG101673A BG10167397A BG62789B1 BG 62789 B1 BG62789 B1 BG 62789B1 BG 101673 A BG101673 A BG 101673A BG 10167397 A BG10167397 A BG 10167397A BG 62789 B1 BG62789 B1 BG 62789B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
water
pipe
tube
lift pipe
area
Prior art date
Application number
BG101673A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG101673A (en
Inventor
Stefan Berli
Reinhard Pingel
Original Assignee
Foralith Ag Bohr-Und Bergbautechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foralith Ag Bohr-Und Bergbautechnik filed Critical Foralith Ag Bohr-Und Bergbautechnik
Publication of BG101673A publication Critical patent/BG101673A/en
Publication of BG62789B1 publication Critical patent/BG62789B1/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/20—Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

The method and the device are used in drilling engineering for the drawing of additionally heated abysmal waters. An intake pipe (5) at least partially engaged by an external tube (11) is inserted in a borehole for receiving heat from the ground. From a water bearing zone (B) which lies at the lower end (19) of borehole (1) the water is introduced across the wall of the external tube (11) in the intermediate space (17) between the external tube (11) and the intake pipe (5). The water runs through the layers which bear no water and through water bearing layer having higher temperature in the ring-type space between the intake (5) and the external (11) tubes down and is heated. In the intake pipe (5) the heated water reaches the chamber for pumping out, or the upper surface, respectively, and from there it can be pumped out at higher temperature than in the zone of its drawing (B). 7 claims, 1 figure

Description

Изобретението се отнася до метод за извличане на топли дълбочинни води посредством система от геотермални сонди и до устройство за извличане на топли дълбочинни води чрез система от геотермални сонди.The invention relates to a method for extracting warm depths of water through a system of geothermal probes and to a device for extracting warm depths of water through a system of geothermal probes.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известно е добиването на топлина с помощта на тръбовидни геотермални сонди. При това се различават два типа. Може чрез тръбовидната геотермална сонда да се изпомпва намиращата се в земната вътрешност топла вода. Или от земната повърхност може да се вкарва вода през тръбовидната геотермална сонда в земната вътрешност и по пътя към долния край на геотермалната сонда, а също и при последващото изкачване тя да се нагрява от земната топлина. Изобретението се отнася до първия тип.Heat generation using tubular geothermal probes is known. There are two types of differences. Hot water can be pumped through the tubular geothermal probe. Or, from the earth's surface, water can be introduced through the tubular geothermal probe into the earth's interior and on the way to the lower end of the geothermal probe, and also subsequently heated by the earth's heat upon subsequent ascent. The invention relates to the first type.

От предшестващото състояние на техниката е известно, че с пробивно устройство може да се пробие по същество вертикален отвор в земната вътрешност, като с края на отвора се достига до пласт, който носи топла вода. Тази топла вода след това може да се изпомпа на земната повърхност чрез поставена в отвора тръба. Ако пластът, носещ топлата вода, се намира твърде близо до земната повърхност, изпомпваната топла вода по пътя към земната повърхност повече не се загрява и дори е необходимо да се вземат мерки да се избегне охлаждането й при преминаване през студени пластове.It is known from the prior art that a drilling device can essentially drill a vertical hole in the earth's interior, reaching a layer carrying warm water at the end of the hole. This warm water can then be pumped to the ground by a pipe inserted in the opening. If the layer carrying the warm water is too close to the earth's surface, the pumped hot water on the way to the earth's surface is no longer heated, and even care must be taken to avoid cooling it when passing through cold layers.

Задачата на изобретението е да се създаде метод и устройство за извличане на топли дълбочинни води, при което уловената вода по пътя към земната повърхност да може допълнително да се затопля.It is an object of the invention to provide a method and apparatus for extracting warm deep water so that the trapped water on the way to the surface of the earth can be further warmed.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Създаден е метод за извличане на топли дълбочинни води съгласно претенция 1 и устройство за извличане на топли дълбочинни воли съгласно претенция 4.A method for extraction of warm deep water according to claim 1 and a device for extraction of warm depth of will according to claim 4 have been devised.

Улавянето на водата може да стане по съшество на каквато и да е височина между 5 земната повърхност и долния край на сондажния отвор. Колкото по-нагоре е уловена водата. толкова по-дълго ще бъде разстоянието на затопляне към вътрешността на земята. Възможно е също уловената вода да се 10 прекара посредством геотермална сонда през друга, съдържащи вода, по-топли зони, дори когато качеството на водата в тези зони е неподходящо за извличане. Подходящо поставени изолации запазват нагрятата в по-топ15 лите зони вода от охлаждане при преминаване през по-близките до повърхността зони или през зони, съдържащи по-студена вода.The trapping of the water can take place at any height between 5 the ground surface and the lower end of the borehole. The higher the water is caught. the longer the distance to the interior of the earth will be warm. It is also possible to trap the trapped water through a geothermal probe through another containing water in warmer zones, even when the water quality in those zones is inappropriate for extraction. Properly insulated insulation retains hot water in the warmer 15 zones from cooling as they pass through areas closer to the surface or through areas containing colder water.

Кратко описание на фигуритеShort description of the figures

Фигурата показва схематично представен напречен разрез на сондажен отвор с геотермална сонда в коаксиална система.The figure shows a schematic cross-sectional view of a borehole with a geothermal probe in a coaxial system.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Изобретението се илюстрира със следващия примерThe invention is illustrated by the following example

В сондажен отвор 1, който е направен 30 в земната област 3, и е с дълбочина повече от 100 т, примерно 800 т, е вмъкната подемна тръба 5, която достига от горната повърхност 7 то основата 9 на сондажния отвор 1. В найвисоко разположената област А диаметърът 35 D на подемната тръба 5 е за предпочитане по-голям, отколкото в лежащите под него области А до F, за да се побере водна помпа. По-тънката част на тръбата с диаметър D2 е обхваната концентрично от кожух или външна 40 тръба 11, която води също до дъното 9 на сондажния отвор 1, и е затворена отдолу посредством капак 13 или циментова тапа. Горният край на външната тръба 11 се намира почти на мястото на допиране на областта А 45 с областта В. В областта В външната тръба 11 е изработена с многобройни отвори или прорези 15 като филтрираща тръба, която позволява проникването на водата в междинното пространство 17 между подемната тръба 50 5 и външната тръба 11. Сондажният отвор 1 е уплътнен в горната и в долната половина на областта В, така че през отворите или прорезите 15 да може да преминава само вода от зоната в областта В във външната тръбаA borehole 5 extending from the upper surface 7 to the base 9 of the borehole 1. is inserted into the borehole 1, which is made 30 in the ground region 3 and is more than 100 m deep, for example 800 m. area A, the diameter 35 D of the lift pipe 5 is preferably larger than in the areas below it A to F to accommodate a water pump. The thinner part of the pipe with diameter D 2 is concentrically enclosed by a casing or outer 40 pipe 11, which also leads to the bottom 9 of the borehole 1, and is closed below by means of a lid 13 or a cement plug. The upper end of the outer tube 11 is located almost at the point of contact of area A 45 with area B. In area B, outer tube 11 is made of numerous openings or slots 15 as a filter tube that allows water to penetrate into the intermediate space 17 between the lift pipe 50 5 and outer tube 11. The bore 1 is sealed in the upper and lower half of the area B so that only water from the area in the area B in the outer tube can pass through the openings or slots 15.

11. Долният край 19 на подемната тръба 5 се намира или на разстояние от капака 13, така че долният отвор на подемната тръба 5 да е свободен, или в областта на долния край на подемната тръба 5 са направени също прорези или перфорация, които правят възможно влизането или излизането на водата от междинното пространство 17 в подемната тръба 5.11. The lower end 19 of the lifting tube 5 is located either at a distance from the lid 13 so that the lower opening of the lifting pipe 5 is free, or slots or perforations are made in the area of the lower end of the lifting pipe 5 which make possible the entry or exit of water from the intermediate space 17 into the lift pipe 5.

Горният край на подемната тръба 5 е изработен като камера за помпа с диаметър Dp така че да може да се свърже с помпа Р, респективно да побере помпа, която да изчерпва идващата от областта В вода.The upper end of the lift pipe 5 is constructed as a pump chamber with a diameter D p so that it can be connected to pump P, respectively, to accommodate a pump to exhaust water coming from area B.

Приложение (използване) на изобретениетоApplication (use) of the invention

По-долу е описан метод за извличане на допълнително затоплени дълбочинни води и прилаганото за целта устройство. Сондажният отвор 1 с обща дължина, съответно дълбочина Lt, минава на представената фигура през пет различни скални пласта, означени за краткост като области от А до F. Областта А не съдържа вода и тъй като е разположена близо до повърхността, от нея не може да се извлича стопански използваема топлина. По тази причина преминаващата през тази област А част от подемната тръба 5 е за предпочитане обградена с изолация 21. Лежащата под нея област В е водоносна и качеството на водата е подходящо за използване. Обаче температурата То на водата за ползване например като термална вода е твърде ниска. Под областта В лежи отново един по същество несъдържащ вода пласт С, под който се намира водоносна област D. Температурата Т в областта D е значително по-висока, отколкото в областта В, обаче водата не е подходяща за използване. Тя показва например по-високо съдържание на минерали или газове. Под областта D се намира отново примерно твърде дебел, несъдържащ вода пласт Е, под който в областта F отново се намира водоносен пласт с температура на водата Т2. Неговата температура е отново по-висока от тази на областта В. Използването на тази вода не е възможно, тъй като нейното минерално или газово съдържание е също твърде високо. Използваемо е обаче нейното топлинно съдържание. Използването на топлинното съдържание на водоносния пласт F и също на лежащите над него несъдържащи вода и съдържащи вода пластове е възможно обаче именно затова, че през отворите 15 във външната тръба 11 водата достига в междинното пространство 17 и вследствие на това принудително изтича надолу. През отвора в долния край на подемната тръба 5 или през прорезите там водата може от областта В да тече нагоре в подемната тръбаThe following describes a method for extracting additional warmed deep water and the device used for this purpose. The borehole 1 having a total length, respectively, depth L t , passes the represented figure through five different rock formations, referred to briefly as areas A to F. Area A is water-free and, since it is located close to the surface, it cannot to extract economically usable heat. For this reason, part of the lift pipe 5 passing through this area A is preferably surrounded by insulation 21. The area under it B is aquiferous and the water quality is suitable for use. However, the temperature T o of water for use, for example, as thermal water is too low. Under area B lies again a substantially water-free layer C below which is located aquifer D. The temperature T in area D is significantly higher than in area B, however, water is not suitable for use. For example, it shows a higher content of minerals or gases. Below area D there is again, for example, too thick, water-free layer E, below which, in area F, there is again an aquifer with water temperature T 2 . Its temperature is again higher than that of area B. The use of this water is not possible as its mineral or gas content is also too high. However, its thermal content is usable. However, it is possible to use the heat content of the aquifer F and also of the water-free and water-containing layers above it, through the openings 15 in the outer tube 11, water reaches the intermediate space 17 and consequently forcibly flows down. Through the opening at the lower end of the lift pipe 5 or through the slots there, water from the area B can flow up into the lift pipe

5. По пътя от областта В надолу и отново обратно водата поема от околната среда топлина през кожуха на външната тръба 11 и може посредством помпата да бъде изсмукана с температура Т3, която е над температурата Т в областта на извличането В.5. On the way down and back again, water absorbs heat from the environment through the casing of the outer tube 11 and can be sucked in by the pump at a temperature T 3 which is above the temperature T in the extraction area B.

оFr.

Допустимо е също в една или повече от вертикалните двукратно преминавани области В до F да преобладава по-ниска температура, отколкото в по-високо разположените области. Ако случаят е такъв, то в съответната област външната тръба 11, да приемем, че това е областта С, може да бъде обградена с изолация 23.It is also permissible in one or more vertical double-pass regions B to F that a lower temperature prevails than in the higher-lying regions. If this is the case, then in the respective area, the outer tube 11, assuming that it is the area C, may be surrounded by insulation 23.

За да се избегне обратно охлаждане може цялата или поне горната част на подемната тръба 5 да бъде изолирана, за да се възпрепятства обратно изтичане на топлина във водата в междинното пространство 17.In order to avoid refrigeration, all or at least the top of the lift pipe 5 may be insulated to prevent backflow of heat into the water in the intermediate space 17.

Невъзможното за избягване междинно пространство 25 - между стената на сондажния отвор и на геотермалната сонда, съответно прилежащата към нея изолация, се изпълнява по известен начин чрез добре провеждащ топлината материал, съобразно изискванията на пробивната техника.Impossible to avoid an intermediate space 25 - between the wall of the borehole and the geothermal probe, or the adjacent insulation, respectively, is performed in a known manner by a well-conductive material according to the requirements of the drilling technique.

Claims (7)

Патентни претенцииClaims 1. Метод за извличане на топли дълбочинни води със система от геотермални сонди, при което дълбочинната вода се улавя от тръба, вмъкната в нея, и оттам се изпомпва на повърхността на земята, характеризиращ се с това, че водата се улавя в областта (В) над долния край (19) на подемна тръба (5), във външна тръба (11), обхващаща подемната тръба (5), отвежда се надолу към края (19) на подемната тръба (5), и оттам през успоредната на външната тръба (11) преминаваща подемна тръба (5) се отвежда и изпомпва на повърхността на земята, при което дълбочинната вода по пътя надолу през заобикалящите я пластове се загрява.1. A method for extracting warm deep water with a system of geothermal probes, in which the deep water is captured by a pipe inserted therein, and from there pumped to the surface of the earth, characterized in that the water is trapped in the area (B ) above the lower end (19) of the lift pipe (5), into an outer pipe (11) enclosing the lift pipe (5), leading down to the end (19) of the lift pipe (5), and then through parallel to the outer pipe (11) a passing lift pipe (5) is withdrawn and pumped to the surface of the earth, whereby the deep water on the road n the adola is heated through the surrounding layers. 2. Метод съгласно претенция 1, характе- 5 ризиращ се с това, че водата се отвежда нагоре през прокарана във вътрешността на външната тръба (11) подемна тръба (5).Method according to claim 1, characterized in that the water is discharged upwards through a lift pipe (5), which is driven in the inner tube (11). 3. Метод съгласно коя да е от претенциите 1 или 2, характеризиращ се с това, че 10 подемната тръба (5) в горната, близка до повърхността, област, е прокарана през термична изолация.A method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that 10 the lifting tube (5) in the upper area close to the surface is passed through thermal insulation. 4. Устройство за извличане на топла дълбочинна вода с геотермална сонда с по- 15 демна тръба, чрез която дълбочинната вода се отвежда принудително, характеризиращо се с това, че подемната тръба (5) в долния си край (19) е отворена или снабдена с отвори за филтриране и че външната, обхващаща я тръба (11) в горния си край има отвори или прорези (15) за улавяне на водата.4. A device for extracting hot deep water with a geothermal probe with a further 15 pipe, through which the depth water is forced out, characterized in that the lift pipe (5) at its lower end (19) is opened or provided with openings for filtration, and that the outer enclosing tube (11) at its upper end has openings or slots (15) for trapping water. 5. Устройство съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че външната тръба (11) обхваща концентрично подемната тръба (5) и завършва под горния край на подемната тръба (5).A device according to claim 4, characterized in that the outer tube (11) encloses concentrically the lifting tube (5) and terminates below the upper end of the lifting tube (5). 6. Устройство съгласно някоя от претенциите 4 или 5, характеризиращо се с това, че подемната тръба (5) и/или външната тръба (11) в горната си част е топлинно изолирана.Device according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the lifting tube (5) and / or the outer tube (11) at its upper end is thermally insulated. 7. Устройство съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че в горната зона, в областта (А), която е най-близко до повърхността на земята, междинното пространство (25) е уплътнено към сондажния отвор (1) нагоре и надолу.Device according to claim 4, characterized in that in the upper zone, in the region (A) closest to the surface of the earth, the intermediate space (25) is sealed up and down the borehole (1).
BG101673A 1996-08-02 1997-06-25 Method and device for drawing out hot abysmal waters BG62789B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01911/96A CH691326A8 (en) 1996-08-02 1996-08-02 METHOD AND DEVICE FOR TAKING WARM DEEP WATER.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG101673A BG101673A (en) 1998-03-31
BG62789B1 true BG62789B1 (en) 2000-07-31

Family

ID=4221484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG101673A BG62789B1 (en) 1996-08-02 1997-06-25 Method and device for drawing out hot abysmal waters

Country Status (4)

Country Link
AT (1) AT409159B (en)
BG (1) BG62789B1 (en)
CH (1) CH691326A8 (en)
DE (1) DE19724627A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK1529880T3 (en) 2003-11-10 2016-12-05 Wolfgang Feldmann Heating arrangement for a railway switch
CN100516455C (en) * 2005-12-19 2009-07-22 云南地矿勘查工程总公司(集团) Method and device for drilling four tube liquid pad selective thermal melting producing potassium salt mine
DE102010010850A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 Geo-Tip Technologie Innovation Physik Gmbh Cladding for use as thermal standpipe insulation for standpipes and injection pipes in deep holes, has waterproof coaxial steel cladding, which is filled with flowable granular, permeable and porous material
CN110230896B (en) * 2019-05-24 2020-10-27 中国石油大学(北京) Underground heat extraction device and underground heat extraction method
DE102020132176A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Christian-Albrechts-Universität zu Kiel - Körperschaft des öffentlichen Rechts Underground ice storage system in aquifers and aquifers for heat supply

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4218255A1 (en) * 1992-06-03 1993-12-09 Ieg Ind Engineering Gmbh Process for flushing out dirt present in the ground

Also Published As

Publication number Publication date
ATA109197A (en) 2001-10-15
BG101673A (en) 1998-03-31
DE19724627A1 (en) 1998-02-05
CH691326A8 (en) 2001-08-31
CH691326A5 (en) 2001-06-29
AT409159B (en) 2002-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2058846C (en) Single horizontal wellbore process/apparatus for the in-situ extraction of viscous oil by gravity action using steam plus solvent vapor
US9708885B2 (en) System and method for extracting energy
US6039121A (en) Enhanced lift method and apparatus for the production of hydrocarbons
US5011329A (en) In situ soil decontamination method and apparatus
US5251700A (en) Well casing providing directional flow of injection fluids
CA2032131C (en) In situ soil decontamination method and apparatus
CA1271703A (en) Bitumen production through a horizontal well
CN104265242B (en) The ground thermal extraction method of geothermal well
RU2436943C1 (en) Procedure for extraction of high viscous oil from deviating hole by method of steam cyclic pumping into reservoir
EP1808570A1 (en) System for drilling the ground to obtain circulation of fluid in a plant for exploitation of geothermal energy
US6035949A (en) Methods for installing a well in a subterranean formation
BG62789B1 (en) Method and device for drawing out hot abysmal waters
JP5314394B2 (en) Geothermal and hot spring heat collection and recovery equipment
US11905814B1 (en) Detecting entry into and drilling through a magma/rock transition zone
RU2433254C1 (en) Method of oil filed development
CN109854221A (en) A kind of underground note is cold, heating works alternatively the anti-reflection coal seam system of circulation fracturing and pumping method
RU2334093C1 (en) Well device for heat carrier injection to stratum
CN110230896B (en) Underground heat extraction device and underground heat extraction method
US3438442A (en) Low-temperature packer
RU2199657C2 (en) Underground-surface method of development of high- viscosity oil deposit
RU131409U1 (en) DEVICE FOR TAKING SAMPLES OF COMPONENTS OF LIVING SYSTEMS IN GLACIER AND ICE ICE SEDIMENTS
CN112922572A (en) Method and device for removing deep water phase trapping damage of tight reservoir
FR2498307A1 (en) INSULATING TUBE FOR GEOTHERMAL DRILLING THAT INCREASES THE YIELD OF CALORIE RECOVERY
JP2909527B2 (en) Hot spring heat induction method
CN209877402U (en) Underground heating well structure