RU174569U1 - Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую - Google Patents

Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую Download PDF

Info

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
Application number
RU2017102877U
Other languages
English (en)
Inventor
Расим Наилович Ахмадиев
Равиль Миннибаевич Ахметшин
Юлий Андреевич Гуторов
Клара Фаткуллиновна Габдрахманова
Original Assignee
Расим Наилович Ахмадиев
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 Расим Наилович Ахмадиев filed Critical Расим Наилович Ахмадиев
Priority to RU2017102877U priority Critical patent/RU174569U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU174569U1 publication Critical patent/RU174569U1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal 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)

  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.
RU2017102877U 2017-01-27 2017-01-27 Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую RU174569U1 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US11781530B2 (en) * 2021-03-08 2023-10-10 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
US9518787B2 (en) Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system
US20110041500A1 (en) Supplemental heating for geothermal energy 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
CN104454049A (zh) 一种新型能量转换系统
RU2330219C1 (ru) Геотермальная установка энергоснабжения потребителей
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
WO2010016920A2 (en) Design and control system to manage and optimize a geothermal electric generation system from one or more wells that individually produce heat
CN209761640U (zh) 一种干热岩发电系统
CN103322551A (zh) 火力发电厂高压加热器的能量回收方法
KR101713596B1 (ko) 폐열 발전 장치
RU2374564C1 (ru) Способ работы теплового генератора без потребления электрической энергии и устройство для его осуществления
Legmann The 100-MW Ngatamariki Geothermal Power Station: A purpose-built plant for high temperature, high enthalpy resource
RU172586U1 (ru) Геотермальная электростанция с бинарными циклами
RU63867U1 (ru) Геотермальная установка энергоснабжения потребителей
CN202851278U (zh) 单循环低温tr地热发电装置
RU2336466C2 (ru) Способ подогрева воды для отопления и установка для его осуществления
CN105649855A (zh) 一种蒸汽发电系统及设备
CN102434358A (zh) 一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法
WO2019021066A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR COLLECTING THERMAL ENERGY FROM GEOLOGICAL FORMATIONS
RU2110019C1 (ru) Паротурбинная установка для геотермальной электростанции
CN220911710U (zh) 一种中深层地热能耦合清洁能源的储能系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190128