RU123453U1

RU123453U1 - TECHNICAL GEOTHERMAL COMPLEX

Info

Publication number: RU123453U1
Application number: RU2012105050/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Илларионович Плугин
Original assignee: Александр Илларионович Плугин
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2012-12-27

Abstract

1. Технический геотермальный комплекс, содержащий буровую установку, оборудование устья скважины с отводящими магистралями, колонну обсадных труб, гидронасосное оборудование, отличающийся 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.2. Техкомплекс по п.1, отличающийся тем, что он содержит несколько комплектов указанных агрегатов, размещаемых на некотором расстоянии относительно один другого на рабочей площадке.1. A technical geothermal complex containing a drilling rig, wellhead equipment with branch lines, a casing string, hydraulic pumping equipment, characterized in that it is equipped with an autonomous drilling unit having a working body communicated with a thermal gas generator, which is connected by lines to sources of fuel components, the casing of the unit is assembled from modular blocks interconnected by means of elastic bellows. 2. The technical complex according to claim 1, characterized in that it contains several sets of said units, placed at some distance relative to each other on the working site.

Description

Предложение относится к технологии использования геотермальной энергии и касается технических средств для реализации этого процесса.The proposal relates to the technology of using geothermal energy and relates to technical means for implementing this process.

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].A wide range of devices and technical complexes for the use of geothermal energy is known from the available sources of information, the most representative of which contain a drilling rig, wellhead equipment with discharge lines, a casing string, and hydraulic pump equipment. Using such a technocomplex, a heat exchange collector is formed in the structure of the superheated formation and the heated liquid medium is lifted to the day surface, followed by its supply to the consumer [SU 2396353; RU 2222681; SU 1600425; Svetlovsky AE, Geothermal energy: resources, development, use, Mir, M., 1975; RU 2166625, ЕВВ 43/24, Е21В 7/18, 2000].

Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату.The last of the indicated technical solutions is the closest in essence and the achieved technical result.

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.Having an advantage over analogues in terms of more efficient heat intake and heat transfer of the working fluid, the prototype also has disadvantages in that it has a low efficiency of selection and removal of the heated working fluid from the reservoir structure due to the absence of a system for transferring heat from the technical complex to the reservoir structure during the drilling of wells . In addition, the drilling of single and coaxially passable wells does not provide the required intake and return of the spent working fluid.

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.The technical task and the positive result of the developed technical complex is to increase the efficiency of heat transfer of the structure of the geothermal layer due to additional heating of the rock flowing out of the working body of the drilling device with steam and gas jets; increase the permeability of the reservoir, allowing to remove the coolant with pain of the contour area of the geothermal reservoir.

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.A technical geothermal complex containing a drilling rig, wellhead equipment with outlet pipes, a casing string, hydraulic pump equipment is characterized in that it is equipped with a self-contained drilling unit having a working body in communication with a gas and gas generator, which is connected by lines to the sources of fuel components, the unit body mounted from modular units interconnected by means of resilient bellows.

Техкомплекс характеризующийся тем, что он содержит несколько комплектов указанных агрегатов, размещаемых на некотором расстоянии относительно один другого на рабочей площадке.The technical complex is characterized in that it contains several sets of these units, placed at a certain distance relative to one another on the work site.

На фиг.1 изображен общий вид описываемого техкомплекса;Figure 1 shows a General view of the described technical complex;

на фиг.2, 3 - виды в плане;figure 2, 3 are views in plan;

на фиг.4, 5 - детали конструкции установки.figure 4, 5 - details of the design of the installation.

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.The techgeocomplex contains a drilling rig 1 with a drilling unit 2, equipped with a power thermogas generator 3, connected to the sources of fuel components 4, 5, refrigerant 6 and a displacement drive 7. The body of the installation and the unit is assembled from modular units docked to each other by means of bellows 8, starting from the working body 9 of unit 2. The technical complex includes a set of the indicated sets of units, thermogas generators and fuel equipment for the possibility of placing each set with some (specified) distance o in relative to each other for more efficient extraction of coolant passable geothermal wells 10, fed by the discharging mains consumers.

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.Unit 2 is placed at the wellhead 10, or several such aggregates at the mouth of several wells 11, 12, penetration is carried out to the geothermal formation 13; part of the wells is used as production wells - superheated working fluid from them is supplied through the line 14 to the consumer, and the other part of the wells is used for pumping cooled fluid into the reservoir 13 - along the line 15.

Работа технокомплекса осуществляется следующим образом в продуктивный геотермальный пласт 13 проходят несколько скважин:The work of the technocomplex is carried out as follows in the productive geothermal reservoir 13 pass several wells:

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.boreholes 10, boreholes 11 and 12, part of boreholes 10 are used to extract an overheated working fluid from the formation (water or water with mineral micro-nanoparticles), which is supplied via a main pipeline 14 to the consumer (for thermal power plants, for heating, etc.) . The used chilled fluid is fed through line 15 back to the reservoir 13 through wells 11, 12, closing the technological cycle with circulating heat transfer in compliance with technical and environmental standards for the use of renewable geothermal energy, which is practically inexhaustible, because the loss of the thermal resource of the geothermoplast is not more than 1 ° C for 10 years of its operation.

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 м³ породы повышается на 8-10%, а время закачки обратной жидкости сокращается за счет увеличения проницаемости пласта.The permeability of the geothermoplast 13 (see figure 1 of the drawing) is significantly increased due to the penetration of horizontal and deviated wells 12 into the reservoir structure using the drilling apparatus 2, as well as due to the additional heating of the reservoir structure expiring from the working body 9 of the apparatus (figure 3, 5 ), because the temperature of the working agent is more than 1500 ° C, while the temperature of the formation is about 125 ° C. This additional heating leads to strong diffusion of vapors along micropores and pores of the formation, which leads to an increase in temperature in the area of heat intake to 140-145 ° C. Moreover: the permeability of the rock increases by 1.12-1.13 times; heat transfer is intensified; heat transfer from every 100 m ^{3 of} rock is increased by 8-10%, and the time of injection of reverse fluid is reduced by increasing the permeability of the formation.

Claims

1. Technical geothermal complex containing a drilling rig, wellhead equipment with outlet lines, a casing string, hydraulic pump equipment, characterized in that it is equipped with an autonomous drilling unit having a working body in communication with a thermogas generator, which is connected by lines to sources of fuel components, the unit body is mounted from modular units interconnected by means of resilient bellows.

2. The technical complex according to claim 1, characterized in that it contains several sets of these units, placed at a certain distance relative to one another on the work site.