RU174569U1 - Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую - Google Patents
Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую Download PDFInfo
- Publication number
- RU174569U1 RU174569U1 RU2017102877U RU2017102877U RU174569U1 RU 174569 U1 RU174569 U1 RU 174569U1 RU 2017102877 U RU2017102877 U RU 2017102877U RU 2017102877 U RU2017102877 U RU 2017102877U RU 174569 U1 RU174569 U1 RU 174569U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- energy
- wells
- production
- converting
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 229920002469 poly(p-dioxane) polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229920001276 Ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
-
- 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
Abstract
Полезная модель относится к средствам для преобразования энергии, в частности к устройствам преобразования геотермальной энергии в электрическую, и предназначена для выработки электроэнергии в районах нефтедобычи за счет использования геотермальной энергии эксплуатационных скважин.Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую содержит гидроэлектрическую турбину, работающую на кинетической энергии жидкости, закачиваемой в нагнетательную скважину, теплоэлектрогенераторы, предназначенные для преобразования тепловой энергии откачиваемой жидкости из добывающих скважин в электрическую. В отличие от известного, гидроэлектрическая турбина установлена на входном водоводе подачи воды в системе ППД на устье нагнетательной скважины внутри кустовой ячейки добывающих нефтяных скважин, к каждой из которых подведен отвод подачи воды в системе ППД, на устье каждой добывающей скважины установлен термоэлектрогенератор, теплообменник которого с одной стороны соединен с указанным отводом подачи воды в системе ППД, а с другой стороны - с отводным коллектором со скважинной продукцией, добываемой из каждой добывающей скважины.Полезная модель должна упростить технологию получения электроэнергии из геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин, работающих в системе ППД закачкой воды в продуктивные пласты. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к средствам для преобразования энергии в частности, к устройствам преобразования геотермальной энергии в электрическую, и предназначена для выработки электроэнергии в районах нефтедобычи за счет использования геотермальной энергии эксплуатационных скважин, работающих в системе поддержания пластового давления (ППД) закачкой воды в продуктивные пласты.
Известна паротурбинная установка для геотермальной электростанции, включающая установленную в добывающей скважине колонну труб для термальной воды, размещенную в нагнетательной скважине колонну труб, связанную с нагнетательным насосом, и систему вторичного теплоносителя, включающую турбину, связанную трубопроводом с генератором, и связанный с турбиной конденсатор, отличающаяся тем, что она снабжена установленным в затрубном пространстве нагнетательной скважины дополнительным трубопроводом, который связан с конденсатором для подачи в дополнительный трубопровод вторичного теплоносителя, а колонна труб добычной скважины связана трубопроводом с нагнетательным насосом для подачи термальной воды в колонну труб нагнетательной скважины (патент РФ № 2035588, приор. 16.09.1991 г., опубл. 20.05.1995 г.).
В этой технологической схеме электроэнергия вырабатывается за счет преобразования тепла термальной воды, поднимающейся по колонне труб добывающей скважины, которая подводится к нагнетательному насосу и закачивается по колонне труб нагнетательной скважины обратно в пласт. По мере подъема вторичного теплоносителя в затрубном кольцевом пространстве происходят его нагрев, испарение и перегрев за счет передачи тепла закачиваемой высокотемпературной термальной воды через цилиндрическую поверхность колонны труб нагнетательной скважины. Перегретый пар, поступая на турбину, вращает ротор, а последний приводит в действие генератор. Отработанный пар поступает в конденсатор с водяным охлаждением. Охлажденный теплоноситель из конденсатора самотеком опускается в зону нагрева по дополнительному трубопроводу, установленному в затрубном пространстве нагнетательной скважины. Самотечное опускание вторичного теплоносителя обеспечивается за счет давления, создаваемого перепадом высот, равного высоте затрубного кольцевого пространства.
В известном устройстве не предусмотрено использование кинетической энергии нагнетаемой жидкости для преобразования ее в электрическую, что снижает эффективность установки.
Известно устройство для преобразования геотермальной энергии в электрическую (патент РФ № 2096696, приор. 09.02.1993 г., опубл. 20.11.1997 г.).
Известное устройство включает центральную геотермальную скважину, а также несколько скважин, размещенных вокруг центральной и снабженных установленными в них на валах гидротурбинами, а также электрогенераторы, запорные клапаны, установленные в нижней части скважин, резервуар, блок, в который входят дегазатор, турбогенератор, камера сгорания, газожидкостной теплообменник, градирня, соединительные патрубки, трубопроводы, распределитель.
В известном устройстве задействован кругооборот жидкости, например воды, которая направляется в несколько скважин и попадает на лопасти гидротурбин, закрепленные на валу, вращает вал, который передает крутящий момент электрогенератору, затем попадает в резервуар, где нагревается до температуры испарения скважинным геотеплом, поднимается в газообразном состоянии на поверхность, отдает тепло в специальном блоке, после чего снова попадает в скважину. При этом гидротурбина и резервуар для нагрева жидкости расположены непосредственно в скважине, а добывающие скважины и нагнетательная скважина соединены между собой подземным резервуаром для обмена теплом между циркулирующей жидкостью и внутрискважинным теплом (прототип к заявленному устройству).
В известном устройстве предусмотрены генератор с электротурбиной для преобразования кинетической энергии закачиваемой жидкости в нагнетательную скважину в электрическую и блок для преобразования тепловой энергии откачиваемой жидкости из добывающей скважины в электроэнергию.
Особенностью известного устройства является то, что необходимым условием работы является наличие подземного резервуара для обмена теплом между циркулирующей одной и той жидкостью и внутрискважинным теплом.
Такое условие невыполнимо при промышленной эксплуатации нефтяных скважин, где такая циркуляция не может быть обеспечена в силу того, что в нагнетательную скважину закачивают воду для поддержания пластового давления (ППД) в продуктивном пласте, а откачивают из добывающих скважин продуктивную смесь нефти и воды. Кроме того, расположение непосредственно в нагнетательной скважине генератора с электротурбиной усложняет технологию получения электроэнергии из геотермального тепла эксплуатационных нефтяных скважин.
Задачей заявляемой полезной модели является упрощение технологии получения электроэнергии из геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин, работающих в системе поддержания пластового давления (ППД) закачкой воды в продуктивные пласты.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую, содержащем гидроэлектрическую турбину, работающую на кинетической энергии жидкости, закачиваемой в нагнетательную скважину, теплоэлектрогенераторы, предназначенные для преобразования тепловой энергии откачиваемой жидкости из добывающих скважин в электрическую, в отличие от известного, гидроэлектрическая турбина установлена на входном водоводе подачи воды в системе ППД на устье нагнетательной скважины внутри кустовой ячейки добывающих нефтяных скважин, к каждой из которых подведен отвод подачи воды в системе ППД, на устье каждой добывающей скважины установлен термоэлектрогенератор, теплообменник которого с одной стороны соединен с указанным отводом подачи воды в системе ППД, а с другой стороны - с отводным коллектором со скважинной продукцией, добываемой из каждой добывающей скважины.
На прилагаемой фигуре представлена схема обвязки нефтяных скважин на эксплуатационной кустовой ячейке водоводами в системе ППД и отводными коллекторами с добываемой скважинной продукцией.
Заявляемое устройство размещено на участке с пятиточечной эксплуатационной кустовой ячейкой нефтяных скважин, включающей расположенные по углам квадрата добывающие скважины 1 и расположенную в центре нагнетательную скважину 2. Все добывающие скважины соединены отводными коллекторами 3 с скважинной продукцией (нефть-вода), которая отводится в продуктопровод 4.
Закачиваемая вода в нагнетательную скважину 2 по системе ППД подается по входному водоводу 5 с кустовой насосной станции (на фиг. не показана) и далее по водоводу 6 направляется к соседней эксплуатационной ячейке (на фиг. не показана).
От входного водовода 5 отведены отводы 7 меньшего диаметра к каждой добывающей скважине 1, где на устье установлены термоэлектрогенераторы 8 с теплообменниками, к которым с одной стороны подведена вода по системе ППД из отводов 7, а с другой стороны по коллекторам 3 подается скважинная продукция, добываемая из скважин 1. Получаемая электроэнергия с помощью термоэлектрогенераторов 8 собирается по силовым линиям 9 и направляется в линию 10 (24V) для питания насосов в системе ППД.
На устье нагнетательной скважины 2 на входном водоводе 5 установлена гидроэлектрическая турбина 11, через которую проходит закачиваемая вода в нагнетательную скважину 2. Получаемая с помощью гидроэлектрической турбины 11 электроэнергия отводится по линии 12 (220V) в промышленную сеть промысла.
Управление и электроснабжение скважинными насосами в процессе эксплуатации скважин 1 осуществляется с помощью шкафов управления 13, к которым подведено электропитание от силовой промышленной линии 14.
При закачке воды в нагнетательную скважину 2 через входной водовод 5, где установлена гидроэлектрическая турбина 11, последняя приводится в действие с помощью кинетической энергией, движущейся по водоводу 5 закачиваемой в скважину 2 воды, и преобразует ее в электрическую энергию переменного тока напряжением до 220V, которая отводится по силовой линии 12.
Расчеты гидроэлектрической турбины известны из источников: Домбровский В.В и др. Проектирование гидрогенераторов, ч. 2. Конструкции. Механические расчеты. - М.: Энергия, 1968. Видеман Е. и др. Конструкции электрических машин. - Л.: Энергия, 1972. Абрамов А.И. и др. Расчет и конструирование гидрогенераторов. - М.: Высшая школа, 1964.
На устье каждой добывающей скважины 1 установлен термоэлектрогенератор 8 с теплообменником, работающий на утилизационном тепле подземных вод (скважинной продукции, добываемой из скважин 1) (https://ru.wikipedia/wiki/Термоэлектрогенераторы).
К теплообменникам термоэлектрогенераторов 8 с одной стороны подведена холодная вода по системе ППД из отводов 7 меньшего диаметра, а с другой стороны по коллекторам 3 подается скважинная продукция, добываемая из скважин 1, имеющая температуру выше наземной. При этом термоэлектрогенераторы 8 преобразуют разницу в температуре между скважинной продукцией и холодной водой в системе ППД в постоянное напряжение тока до 24B, которое с помощью силовой линии 10 направляется для потребления на промысле.
Claims (1)
- Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую, содержащее гидроэлектрическую турбину, работающую на кинетической энергии жидкости, закачиваемой в нагнетательную скважину, теплоэлектрогенераторы, предназначенные для преобразования тепловой энергии откачиваемой жидкости из добывающих скважин в электрическую, отличающееся тем, что гидроэлектрическая турбина установлена на входном водоводе подачи воды в системе ППД на устье нагнетательной скважины внутри кустовой ячейки добывающих нефтяных скважин, к каждой из которых подведен отвод подачи воды в системе ППД, на устье каждой добывающей скважины установлен термоэлектрогенератор, теплообменник которого с одной стороны соединен с указанным отводом подачи воды в системе ППД, а с другой стороны - с отводным коллектором со скважинной продукцией, добываемой из каждой добывающей скважины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017102877U RU174569U1 (ru) | 2017-01-27 | 2017-01-27 | Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017102877U RU174569U1 (ru) | 2017-01-27 | 2017-01-27 | Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU174569U1 true RU174569U1 (ru) | 2017-10-20 |
Family
ID=60120608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017102877U RU174569U1 (ru) | 2017-01-27 | 2017-01-27 | Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU174569U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186377U1 (ru) * | 2018-04-28 | 2019-01-17 | Расим Наилович Ахмадиев | Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины |
| US20220286020A1 (en) * | 2021-03-08 | 2022-09-08 | Austin Geotech Services, Inc. | Methods for electrical power generation using the energy content of fluids produced from the earth |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644750A (en) * | 1984-06-14 | 1987-02-24 | Energy Soft Computer Systems Limited | Heat recovery systems |
| RU2096696C1 (ru) * | 1993-02-09 | 1997-11-20 | Владимир Иванович Коваленко | Устройство для преобразования геотермальной энергии в электрическую |
| EA021398B1 (ru) * | 2008-06-13 | 2015-06-30 | Майкл Дж. Паррелла | Система и способ отбора геотермального тепла из пробуренной скважины для выработки электроэнергии |
| US9394771B2 (en) * | 2012-01-27 | 2016-07-19 | Deep Well Power, LLC | Single well, self-flowing, geothermal system for energy extraction |
| RU2592913C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-07-27 | Расим Наилович Ахмадиев | Способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины |
-
2017
- 2017-01-27 RU RU2017102877U patent/RU174569U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644750A (en) * | 1984-06-14 | 1987-02-24 | Energy Soft Computer Systems Limited | Heat recovery systems |
| RU2096696C1 (ru) * | 1993-02-09 | 1997-11-20 | Владимир Иванович Коваленко | Устройство для преобразования геотермальной энергии в электрическую |
| EA021398B1 (ru) * | 2008-06-13 | 2015-06-30 | Майкл Дж. Паррелла | Система и способ отбора геотермального тепла из пробуренной скважины для выработки электроэнергии |
| US9394771B2 (en) * | 2012-01-27 | 2016-07-19 | Deep Well Power, LLC | Single well, self-flowing, geothermal system for energy extraction |
| RU2592913C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-07-27 | Расим Наилович Ахмадиев | Способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186377U1 (ru) * | 2018-04-28 | 2019-01-17 | Расим Наилович Ахмадиев | Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины |
| US20220286020A1 (en) * | 2021-03-08 | 2022-09-08 | Austin Geotech Services, Inc. | Methods for electrical power generation using the energy content of fluids produced from the earth |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8534069B2 (en) | Control system to manage and optimize a geothermal electric generation system from one or more wells that individually produce heat | |
| US9714643B2 (en) | Boiling-water geothermal heat exchanger and boiling-water geothermal power generation equipment | |
| US20110041500A1 (en) | Supplemental heating for geothermal energy system | |
| US9518787B2 (en) | Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system | |
| CN204572361U (zh) | 一种低温地热发电系统 | |
| RU174569U1 (ru) | Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую | |
| CN105317485A (zh) | 一种新型能量转换系统 | |
| RU2330219C1 (ru) | Геотермальная установка энергоснабжения потребителей | |
| CN110017241A (zh) | 一种煤田矿井水力发电与换热系统 | |
| CN210106020U (zh) | 一种工业炉窑余热利用斯特林发电系统 | |
| RU2459157C1 (ru) | Гелио-геотермическая станция и способ ее эксплуатации | |
| Maghiar et al. | Power generation from low-enthalpy geothermal resources | |
| WO2010016920A2 (en) | Design and control system to manage and optimize a geothermal electric generation system from one or more wells that individually produce heat | |
| RU2374564C1 (ru) | Способ работы теплового генератора без потребления электрической энергии и устройство для его осуществления | |
| CN209761640U (zh) | 一种干热岩发电系统 | |
| RU172586U1 (ru) | Геотермальная электростанция с бинарными циклами | |
| RU147281U1 (ru) | Установка теплоснабжения | |
| CN103322551A (zh) | 火力发电厂高压加热器的能量回收方法 | |
| CN202851278U (zh) | 单循环低温tr地热发电装置 | |
| KR101713596B1 (ko) | 폐열 발전 장치 | |
| CN105649855A (zh) | 一种蒸汽发电系统及设备 | |
| RU2336466C2 (ru) | Способ подогрева воды для отопления и установка для его осуществления | |
| JP2005256699A (ja) | エネルギー利用方法及びエネルギー利用システム | |
| WO2019021066A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR COLLECTING THERMAL ENERGY FROM GEOLOGICAL FORMATIONS | |
| CN102434358A (zh) | 一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190128 |