RU2623824C1 - Installation for determination subsoil rocks temperature change rates - Google Patents
Installation for determination subsoil rocks temperature change rates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623824C1 RU2623824C1 RU2016142290A RU2016142290A RU2623824C1 RU 2623824 C1 RU2623824 C1 RU 2623824C1 RU 2016142290 A RU2016142290 A RU 2016142290A RU 2016142290 A RU2016142290 A RU 2016142290A RU 2623824 C1 RU2623824 C1 RU 2623824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- thermocouple
- tee
- subsoil
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
- G01V9/005—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00 by thermal methods, e.g. after generation of heat by chemical reactions
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и предназначено для определения темпов изменения температуры пород недр при извлечении или аккумулировании тепловой энергии.The invention relates to the field of energy and is intended to determine the rate of change of temperature of subsoil rocks during the extraction or storage of thermal energy.
Известна установка для испытания различных материалов на возможность аккумулирования теплоты (патент CN на полезную модель №205484149, МПК G01N 25/20, опубл. 17.08.2016), содержащая теплоизолированный цилиндрический корпус с аккумулирующим материалом, на наружной поверхности которого находятся термопары. Через аккумулирующий материал проходит трубка с теплоносителем, выход которой соединен с емкостью, в которой расположен электрический нагреватель, а вход трубки соединен с выходом циркуляционного насоса, вход которого соединен с емкостью. Установка позволяет исследовать процесс аккумулирования тепловой энергии в материале, причем контролируется только температура на наружной поверхности материала.A known installation for testing various materials for the possibility of heat accumulation (CN patent for utility model No. 205484149, IPC G01N 25/20, publ. 08/17/2016), containing a thermally insulated cylindrical body with storage material, on the outer surface of which there are thermocouples. A tube with a coolant passes through the storage material, the outlet of which is connected to the tank in which the electric heater is located, and the tube inlet is connected to the outlet of the circulation pump, the input of which is connected to the tank. The installation allows you to study the process of accumulation of thermal energy in the material, and only the temperature on the outer surface of the material is controlled.
Недостатком настоящей установки является узкая область применения и малые функциональные возможности вследствие невозможности исследования темпов изменения температуры внутри материала.The disadvantage of this installation is the narrow scope and low functionality due to the impossibility of studying the rate of change of temperature inside the material.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является установка для определения темпов изменения температуры пород недр, описанная в статье Недбайло А.Н. «Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты» // Промышленная теплотехника, 2004. №26, с.: 183-185, содержащая модель пород недр, покрытую теплоизоляцией, в которой расположены датчики температуры и труба диаметром 25 мм, выход которой соединен со входом циркуляционного насоса, выход которого соединен с напорным баком, в котором расположен электрический нагреватель. Напорный бак в свою очередь соединен с входом трубы.Closest to the technical nature of the claimed invention is the installation for determining the rate of change of temperature of subsoil rocks, described in the article by A.N. Nedbaylo "Experimental installation for the study of soil heat storage" // Industrial heat engineering, 2004. No. 26, p .: 183-185, containing a model of subsurface rocks covered by thermal insulation, in which temperature sensors and a pipe with a diameter of 25 mm are located, the outlet of which is connected to the input circulation pump, the output of which is connected to the pressure tank, in which the electric heater is located. The pressure tank, in turn, is connected to the inlet of the pipe.
Недостатком настоящей установки является узкая область применения и недостаточная точность определения температурных полей в процессе теплообмена.The disadvantage of this installation is the narrow scope and lack of accuracy in determining the temperature fields in the heat transfer process.
Технической задачей предлагаемого изобретения является возможность моделирования извлечения тепловой энергии недр в условиях, соответствующих натурным.The technical task of the invention is the ability to simulate the extraction of thermal energy of the subsoil under conditions corresponding to natural.
Технический результат заключается в расширении области применения известной установки за счет увеличения диапазона измерений температуры пород недр и повышении точности определения темпов изменения температуры в породах недр.The technical result consists in expanding the scope of the known installation by increasing the measurement range of the temperature of the subsoil rocks and increasing the accuracy of determining the rate of change of temperature in the subsoil.
Это достигается тем, что известная установка для определения темпов изменения температуры пород недр, содержащая первый образец, включающий покрытую теплоизоляцией первую модель пород недр, выполненную в форме цилиндра радиусом R1, внутри которой соосно установлена первая трубка радиусом r1, а в среднем сечении радиально установлены первая термопара, расположенная на ее внешней поверхности, вторая термопара, расположенная на поверхности первой трубки, а также третья, четвертая и пятая термопары, расположенные между первой и второй термопарами, при этом вход первой трубки соединен подающим трубопроводом с покрытой тепловой изоляцией емкостью для теплоносителя, соединенной заполняющим трубопроводом, на котором установлен первый кран, с системой холодного водоснабжения, при этом в емкости расположены электрический нагреватель и датчик температуры емкости, а на подающем трубопроводе последовательно по направлению движения теплоносителя установлены насос, первый тройник, второй кран и входной датчик температуры, свободный отвод первого тройника соединен байпасным трубопроводом, на котором установлен третий кран, с емкостью, обратный трубопровод, соединенный с емкостью, с установленными на нем последовательно по направлению движения теплоносителя выходным датчиком температуры, вторым тройником и четвертым краном, причем к свободному отводу второго тройника подсоединен трубопровод дренажа, на котором установлен пятый кран, снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным образцом, выполненным идентично первому образцу, первым электрическим нагревателем, установленным на внешней поверхности первой модели пород недр, шестой термопарой, расположенной на поверхности первой трубки симметрично второй термопаре, нижним датчиком уровня и верхним датчиком уровня, расположенными в емкости, промежуточным трубопроводом, промежуточным датчиком температуры, установленным на промежуточном трубопроводе, соединительно-подающим трубопроводом, соединительно-обратным трубопроводом, третьим и четвертым тройниками, шестым, седьмым и восьмым кранами, при этом дополнительный образец содержит покрытую теплоизоляцией вторую модель пород недр, выполненную в форме цилиндра радиусом R2, на внешней поверхности которой расположен второй электрический нагреватель, а внутри соосно установлена вторая трубка радиусом вход которой соединен промежуточным трубопроводом с выходом первой трубки, а выход подсоединен к обратному трубопроводу, в среднем сечении второй модели пород недр радиально установлены седьмая термопара, расположенная на ее внешней поверхности, восьмая термопара, расположенная на поверхности второй трубки, а также девятая, десятая и одиннадцатая термопары, расположенные между седьмой и восьмой термопарами, на поверхности второй трубки симметрично восьмой термопаре расположена двенадцатая термопара, на обратном трубопроводе между выходом второй трубки и выходным датчиком температуры последовательно по направлению движения теплоносителя установлены третий тройник, шестой кран и четвертый тройник, при этом к свободному отводу третьего тройника подсоединен соединительный-подающий трубопровод, на котором установлен седьмой кран, к свободному отводу четвертого тройника подсоединен соединительно-обратный трубопровод, на котором установлен восьмой кран, радиус R1 первой модели пород недр, радиус r1 первой трубки, радиус R2 второй модели пород недр, радиус r2 второй трубки выбраны в масштабе 1:100 к натурной системе.This is achieved by the fact that the known installation for determining the rate of change of temperature of subsurface rocks containing the first sample, including the first subsurface rocks model covered by thermal insulation, made in the form of a cylinder of radius R 1 , inside of which the first tube is coaxially mounted with a radius of r 1 , and in the middle section, radially installed the first thermocouple located on its outer surface, the second thermocouple located on the surface of the first tube, as well as the third, fourth and fifth thermocouples located between the first and second ter in this case, the inlet of the first tube is connected by a supply pipe with a thermally insulated container for a coolant, connected by a filling pipe on which the first tap is installed, with a cold water supply system, while an electric heater and a tank temperature sensor are located in the tank, and sequentially on the supply pipe in the direction of flow of the coolant, a pump, a first tee, a second tap and an input temperature sensor are installed, the free outlet of the first tee is connected bypass a water supply pipe on which a third tap is installed, with a tank, a return pipe connected to the tank, with an output temperature sensor, a second tee and a fourth tap installed in series with it in the direction of the coolant flow, and a drainage pipe is connected to the free branch of the second tee, on which the fifth crane is equipped with at least one additional sample identical to the first sample, the first electric heater mounted on the outer surface of the first models of subsurface rocks, a sixth thermocouple located symmetrically on the surface of the first tube with a second thermocouple, a lower level sensor and an upper level sensor located in the tank, an intermediate pipe, an intermediate temperature sensor mounted on an intermediate pipe, a connecting and feeding pipe, a connecting and return pipe, third and fourth tees, sixth, seventh and eighth cranes, while the additional sample contains a second model of subsurface rocks coated with thermal insulation, nennuyu into a cylindrical shape of radius R 2 on the outer surface of which is arranged a second electric heater, and the inside coaxially mounted a second tube radius whose input is connected to an intermediate conduit with outlet of the first tube, and an output connected to the return line in the middle section of a second model of subsurface rocks radially mounted the seventh thermocouple located on its outer surface, the eighth thermocouple located on the surface of the second tube, as well as the ninth, tenth and eleventh thermocouples located between the seventh and eighth thermocouples, the twelfth thermocouple is located on the surface of the second tube symmetrically to the eighth thermocouple, the third tee, sixth tap and fourth tee are sequentially installed in the return pipe between the output of the second tube and the output temperature sensor, while the third tee is freely discharged the connecting-supply pipe is connected, on which the seventh valve is installed, the connecting-return is connected to the free branch of the fourth tee the first pipeline, on which the eighth crane is installed, the radius R 1 of the first model of subsurface rocks, the radius r 1 of the first subsoil, the radius R 2 of the second model of subsoil rocks, the radius r 2 of the second subsoil are selected at a scale of 1: 100 to the full-scale system.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема установки для определения темпов изменения температуры пород недр.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the installation for determining the rate of change of temperature of the subsoil.
Установка для определения темпов изменения температуры пород недр содержит первый образец 1, включающий первую модель пород недр 2, выполненную в форме цилиндра радиусом R1 и покрытую теплоизоляцией 3. На внешней поверхности первой модели пород недр 2 расположен первый электрический нагреватель 4, а внутри соосно установлена первая трубка 5 радиусом r1. В среднем сечении первой модели пород недр 2 радиально установлены первая термопара 6, расположенная на ее внешней поверхности, вторая термопара 7, расположенная на поверхности первой трубки 5, а также третья 8, четвертая 9 и пятая 10 термопары, расположенные между первой 6 и второй 7 термопарами. На поверхности первой трубки 5 симметрично второй термопаре 7 расположена шестая термопара 11.The apparatus for determining the rate of change of temperature of subsoil rocks contains the
Вход первой трубки 5 соединен подающим трубопроводом 12 с емкостью 13 для теплоносителя 14, покрытой тепловой изоляцией 15 и соединенной заполняющим трубопроводом 16, на котором установлен первый кран 17, с системой холодного водоснабжения. В емкости 13 расположены электрический нагреватель 18, нижний датчик уровня 19, верхний датчик уровня 20 и датчик температуры емкости 21. На подающем трубопроводе 12 последовательно по направлению движения теплоносителя 14 установлены насос 22, первый тройник 23, второй кран 24 и входной датчик температуры 25. Свободный отвод первого тройника 23 соединен байпасным трубопроводом 26, на котором установлен третий кран 27, с емкостью 13.The inlet of the
Установка для определения темпов изменения температуры пород недр содержит, по меньшей мере, один дополнительный образец 28, выполненный идентично первому образцу 1, и содержащий вторую модель пород недр 29, выполненную в форме цилиндра радиусом R2 и покрытую теплоизоляцией 30. На внешней поверхности второй модели пород недр 29 расположен второй электрический нагреватель 31, а внутри соосно установлена вторая трубка 32 радиусом r2, причем вход второй трубки 32 соединен промежуточным трубопроводом 33, на котором установлен промежуточный датчик температуры 34, с выходом первой трубки 5. В среднем сечении второй модели пород недр 29 радиально установлены седьмая термопара 35, расположенная на ее внешней поверхности, восьмая термопара 36, расположенная на поверхности второй трубки 32, а также девятая 37, десятая 38 и одиннадцатая 39 термопары, расположенные между седьмой 35 и восьмой 36 термопарами. На поверхности второй трубки 32 симметрично восьмой термопаре 36 расположена двенадцатая термопара 40.The apparatus for determining the rate of change of temperature of subsurface rocks contains at least one
Выход второй трубки 32 соединен с емкостью 13 обратным трубопроводом 41 с установленными на нем последовательно по направлению движения теплоносителя 14 выходным датчиком температуры 42, вторым тройником 43 и четвертым краном 44, причем к свободному отводу второго тройника 43 подсоединен трубопровод дренажа 45, на котором установлен пятый кран 46. При этом на обратном трубопроводе 41 между выходом второй трубки 32 и выходным датчиком температуры 42 последовательно по направлению движения теплоносителя 14 установлены третий тройник 47, шестой кран 48 и четвертый тройник 49. К свободному отводу третьего тройника 47 подсоединен соединительно-подающий трубопровод 50, на котором установлен седьмой кран 51, к свободному отводу четвертого тройника 49 подсоединен соединительно-обратный трубопровод 52, на котором установлен восьмой кран 53.The output of the
Радиус R1 первой модели пород недр 2, радиус r1 первой трубки 5, радиус R2 второй модели пород недр 29, радиус r2 второй трубки 32 выбраны в масштабе 1:100 к натурной системе.The radius R 1 of the first model of subsoil rocks 2, the radius r 1 of the
Расстояние между первой 6 и второй 7 термопарами составляет R1-r1. Третья термопара 8 расположена на расстоянии (R1-r1)/10 от второй термопары 7, четвертая термопара 9 расположена на расстоянии (Rr1-r1)/5 от третьей термопары 8, пятая термопара 10 расположена на расстоянии (Rr1-r1)/3 от четвертой термопары 9.The distance between the first 6 and second 7 thermocouples is R 1 -r 1 . The
Расстояние между седьмой 35 и восьмой 36 термопарами составляет R2-r2. Девятая термопара 37 расположена на расстоянии (R2-r2)/10 от восьмой термопары 36, десятая термопара 38 расположена на расстоянии (R2-r2)/5 от девятой термопары 37, одиннадцатая термопара 39 расположена на расстоянии (R2-r2)/3 от десятой термопары 38.The distance between the seventh 35 and the eighth 36 thermocouples is R 2 -r 2 . The
Экспериментальная установка для определения темпов изменения температуры пород недр работает следующим образом.The experimental setup for determining the rate of change of temperature of subsurface rocks works as follows.
Первым 4 и вторым 31 электрическими нагревателями первая 2 и вторая 29 модели пород недр прогреваются до необходимых начальных температур T1 и Т2, причем нагрев первой модели пород недр 2 считается завершенным, когда температуры, измеряемые шестой термопарой 11, первой 6 и второй 7 термопарами, отличаются не более, чем на 0,5°C, а прогрев второй модели пород недр 29 завершен, когда температуры, измеряемые двенадцатой термопарой 40, седьмой 35 и восьмой 36 термопарами, отличаются не более, чем на 0,5°C. Теплоизоляция 3 и 30 препятствует остыванию первой 2 и второй 29 моделей пород недр в процессе нагрева. Возможность задания начальных температур первой 2 и второй 29 моделей пород недр, а также соблюдение масштаба при задании геометрических значений моделей пород недр, первой 5 и второй 32 трубок, позволяет обеспечить условия при определении темпов изменения температуры, соответствующие натурным (естественным).The first 4 and second 31 electric heaters of the first 2 and second 29 subsoil rock models are heated to the required initial temperatures T 1 and T 2 , and the heating of the first subsoil rock 2 model is considered complete when the temperatures measured by the
Одновременно с прогревом первой 2 и второй 29 моделей пород недр из системы холодного водоснабжения при открытом первом кране 17 теплоносителем 14 (водой) заполняется емкость 13. По достижении уровня теплоносителя 14 в емкости 13 между нижним датчиком уровня 19 и верхним датчиком уровня 20, первый кран 17 закрывается. Далее теплоноситель 14 нагревается электрическим нагревателем 18 до необходимой температуры Т21, значение которой контролируется по датчику температуры емкости 21. При закрытом втором кране 24 и открытом третьем кране 27 насос 22 обеспечивает циркуляцию теплоносителя 14 в емкости 13 по байпасному трубопроводу 26, за счет чего достигается равномерный прогрев до заданной температуры T21. При этом тепловая изоляция 15 препятствует остыванию теплоносителя 14 в емкости 13.Simultaneously with the heating of the first 2 and second 29 subsurface rock models from the cold water supply system with the first tap 17 open, the heat carrier 14 (water) fills the
После нагрева теплоносителя 14 открывается второй кран 24 и нагретый теплоноситель насосом 22 по подающему трубопроводу 12 подается с заданной скоростью из емкости 13 на вход первой трубки 5, причем значение температуры теплоносителя 14 перед входом первой трубки 5 Т25 контролируется по входному датчику температуры 25. После первой трубки 5 по промежуточному трубопроводу 33 теплоноситель 14 поступает на вход второй трубки 32. Причем температура воды на выходе из первой трубки 5 Т34 контролируется промежуточным датчиком температуры 34 и соответствует температуре на входе во вторую трубку 32. Температура воды на выходе второй трубки 32 Т45 контролируется выходным датчиком температуры 45. При моделировании извлечения тепловой энергии шестой 48 и пятый 46 краны открыты, а четвертый 44, седьмой 51 и восьмой 53 краны закрыты, таким образом, теплоноситель 14 после выхода второй трубки 32 сливается в дренаж по трубопроводу дренажа 45. При моделировании аккумулирования тепловой энергии шестой 48 и четвертый 44 краны открыты, а седьмой 51, восьмой 53 и пятый 46 краны закрыты, таким образом, теплоноситель 14 после выхода второй трубки 32 по обратному трубопроводу 41 поступает обратно в емкость 13.After heating the
При движении теплоносителя 14 по первой 5 и второй 32 трубкам через первую 2 и вторую. 29 модели пород недр происходит извлечение (или аккумулирование) тепловой энергии вследствие наличия разности температур между теплоносителем 14 и моделями пород недр.When the
Для моделирования процесса извлечения тепловой энергии недр температуры первой модели пород недр 2 T1 и второй модели пород недр 29 Т2 задаются так, чтобы Т2 было больше Т1, причем температура теплоносителя T21 задается меньше, чем значение температуры первой модели пород недр 2 T1. В этом случае при движении теплоносителя 14 от входа первой трубки 5 к выходу происходит остывание первой модели пород недр 2 и нагрев теплоносителя 14, который затем по промежуточному трубопроводу 33 поступает на вход второй трубки 32 и продолжает нагреваться при движении от входа второй трубки 32 к выходу, при этом происходит остывание второй модели пород недр 29.To simulate the process of extracting thermal energy of the subsoil, the temperatures of the first model of subsoil 2 T 1 and the second model of subsoil 29 T 2 are set so that T 2 is greater than T 1 , and the temperature of the coolant T 21 is set lower than the temperature of the first model of subsoil 2 T 1 . In this case, when the
Для моделирования процесса аккумулирования тепловой энергии в недрах температуры первой модели пород недр 2 T1 и второй модели пород недр 29 Т2 задаются так, чтобы Т2 было меньше Т1, причем температура теплоносителя Т21 задается больше, чем значение температуры первой модели пород недр 2 T1. В этом случае при движении теплоносителя 14 от входа первой трубки 5 к выходу происходит нагрев первой модели пород недр 2 и остывание теплоносителя 14, который затем по промежуточному трубопроводу 33 поступает на вход второй трубки 32 и продолжает остывать при движении от входа второй трубки 32 к выходу, при этом происходит нагрев второй модели пород недр 29.To simulate the process of accumulation of thermal energy in the bowels, the temperatures of the first model of subsoil rocks 2 T 1 and the second model of subsoil rocks 29 T 2 are set so that T 2 is less than T 1 , and the temperature of the coolant T 21 is set higher than the temperature of the first model of subsoil rocks 2 T 1 . In this case, when the
Таким образом, различные задаваемые температуры T1 и Т2 моделируют распределение температур в действительной системе, вследствие наличия естественного геотермического градиента.Thus, the various preset temperatures T 1 and T 2 simulate the temperature distribution in the actual system, due to the presence of a natural geothermal gradient.
Темп изменения температуры первой породы недр 2 при извлечении (или аккумулировании) тепловой энергии определяется скоростью изменения температур на второй 7, третей 8, четвертой 9, пятой 10 и шестой 11 термопарах. Процесс извлечения (или аккумулирования) тепловой энергии в первой модели пород недр 2 считается завершенным, когда температуры термопар 7-11 перестают меняться во времени, таким образом, устанавливаются эпюры температур в первой модели пород недр 2, характеризующие установившийся режим теплообмена. Наличие шестой термопары 11, функционально дублирующей вторую термопару 7, позволяет с большей точностью определять темп изменения температуры у стенки первой трубки 5, т.к. данная температура изменяется с большей скоростью, чем температуры на термопарах 8-10. Причем температура на стенке первой трубки 5 фактически определяет эффективность теплового съема при извлечении тепловой энергии недр.The rate of change in temperature of the first subsoil rock 2 during the extraction (or accumulation) of thermal energy is determined by the rate of change in temperature at the second 7, third 8, fourth 9, fifth 10 and sixth 11 thermocouples. The process of extraction (or accumulation) of thermal energy in the first model of subsoil 2 rocks is considered completed when the temperatures of thermocouples 7-11 cease to change in time, thus, temperature plots are established in the first model of subsoil 2, characterizing the steady state heat transfer. The presence of the
Темп изменения температуры второй модели пород недр 29 при извлечении (или аккумулировании) тепловой энергии определяется скоростью изменения температур на восьмой термопаре 36 девятой 37, десятой 38, одиннадцатой 39 и двенадцатой термопаре 40. Процесс извлечения или аккумулирования тепловой энергии во второй модели пород недр 29 считается завершенным, когда температуры термопар 36-40 перестают меняться во времени, таким образом устанавливаются эпюры температур во второй модели пород недр 29, характеризующие установившийся режим теплообмена. Наличие двенадцатой термопары 40, функционально дублирующей восьмую термопару 36, позволяет с большей точностью определять темп изменения температуры у стенки второй трубки 32, т.к. данная температура изменяется с большей скоростью, чем температуры на термопарах 37-39. Причем температура на стенке второй трубки 32 фактически определяет эффективность теплового съема при извлечении тепловой энергии недр.The rate of change in temperature of the second model of
Для моделирования протяженных действительных систем извлечения (аккумулирования) тепловой энергии используют второй, третий и последующие дополнительные образцы, включающие характерные для исследуемых глубин модели пород недр, которые подсоединяют последовательно к соединительно-подающему трубопроводу 50. При этом шестой кран 48 закрыт, а седьмой 51 и восьмой 53 краны открыты. Возврат теплоносителя 14 после этих образцов происходит по соединительно-обратному трубопроводу 52. Это позволяет повысить точность моделирования извлечения (аккумулирования) тепловой энергии вследствие возможности использования наиболее близкой конфигурации образцов к натурным условиям (при использовании действительной системы).To simulate extended actual systems of extraction (storage) of thermal energy, second, third and subsequent additional samples are used, including subsoil rock models typical of the depths studied, which are connected in series to the connecting-
Количество извлеченной или аккумулированной тепловой энергии в первой 2 и второй 29 моделях пород недр оценивается по формуле:The amount of extracted or accumulated thermal energy in the first 2 and second 29 models of subsurface rocks is estimated by the formula:
G - массовый расход воды, кг/с;G is the mass flow rate of water, kg / s;
Ср - теплоемкость воды, Дж/кг*град.;C p is the heat capacity of water, J / kg * deg .;
ΔT - разница конечных установившихся температур воды на входе и выходе из первой 5 и второй 32 трубок.ΔT is the difference between the final steady-state water temperatures at the inlet and outlet of the first 5 and second 32 tubes.
Использование изобретения позволяет определять темп изменения температуры различных пород недр при извлечении или аккумулировании тепловой энергии в широком диапазоне температур. Использование двух и более последовательно соединенных образцов, выполненных в масштабе к натурной системе, позволяет моделировать протяженные системы извлечения или аккумулирования тепловой энергии, причем наличие нескольких образцов позволяет использовать модели пород недр с различными теплофизическими характеристиками, фактически повторяя геологическое строение недр, что позволяет проводить моделирование с повышенной точностью. Определение темпов изменения температуры различных пород недр позволяет создавать системы извлечения тепловой энергии недр Земли или системы аккумулирования теплоты с использованием объема недр функционирующие длительное время с высокой эффективностью.The use of the invention allows to determine the rate of temperature change of various subsurface rocks during the extraction or accumulation of thermal energy in a wide temperature range. The use of two or more series-connected samples, made to the scale of the full-scale system, allows you to simulate extended systems for the extraction or storage of thermal energy, and the presence of several samples allows you to use models of subsurface rocks with different thermophysical characteristics, actually repeating the geological structure of the subsoil, which allows modeling with increased accuracy. Determining the rate of change in temperature of various rocks of the subsoil allows you to create a system for extracting thermal energy from the bowels of the Earth or heat storage systems using the volume of subsoil functioning for a long time with high efficiency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142290A RU2623824C1 (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Installation for determination subsoil rocks temperature change rates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142290A RU2623824C1 (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Installation for determination subsoil rocks temperature change rates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2623824C1 true RU2623824C1 (en) | 2017-06-29 |
Family
ID=59312452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016142290A RU2623824C1 (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Installation for determination subsoil rocks temperature change rates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2623824C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109752406A (en) * | 2019-01-24 | 2019-05-14 | 中国石油大学(北京) | The measuring device of hypotonic tight rock specific heat capacity parameter |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3864969A (en) * | 1973-08-06 | 1975-02-11 | Texaco Inc | Station measurements of earth formation thermal conductivity |
SU1712847A1 (en) * | 1989-01-18 | 1992-02-15 | Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Device for determining thermal and physical properties of rocks in natural occurrence |
US5121993A (en) * | 1990-04-30 | 1992-06-16 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Triaxial thermopile array geo-heat-flow sensor |
RU2190209C1 (en) * | 2001-07-10 | 2002-09-27 | Гуров Петр Николаевич | Gear measuring thermal conductivity and volumetric heat capacity of pools in well |
RU2551663C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Информационные и энергетические технологии" (ООО НПЦ "Инэнтех") | Method of determining thermal conductivity of solid body of cylindrical shape under steady temperature condition |
-
2016
- 2016-10-27 RU RU2016142290A patent/RU2623824C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3864969A (en) * | 1973-08-06 | 1975-02-11 | Texaco Inc | Station measurements of earth formation thermal conductivity |
SU1712847A1 (en) * | 1989-01-18 | 1992-02-15 | Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Device for determining thermal and physical properties of rocks in natural occurrence |
US5121993A (en) * | 1990-04-30 | 1992-06-16 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Triaxial thermopile array geo-heat-flow sensor |
RU2190209C1 (en) * | 2001-07-10 | 2002-09-27 | Гуров Петр Николаевич | Gear measuring thermal conductivity and volumetric heat capacity of pools in well |
RU2551663C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Информационные и энергетические технологии" (ООО НПЦ "Инэнтех") | Method of determining thermal conductivity of solid body of cylindrical shape under steady temperature condition |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ВОЛКОВ А.В., КУРШАКОВ А.В., РЫЖЕНКОВ А.В., ГРИГОРЬЕВ С.В. "ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ УДАЛЕННЫХ И ОБОСОБЛЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ РОССИИ". ЖУРНАЛ: НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЭНЕРГЕТИКИ, номер: 2 (25), 2014, с. 29-32. * |
Недбайло А.Н. "Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты". ЖУРНАЛ: Пром. Теплотехника, 2004, т. 26, номер 6, с.182-183. * |
Недбайло А.Н. "Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты". ЖУРНАЛ: Пром. Теплотехника, 2004, т. 26, номер 6, с.182-183. ВОЛКОВ А.В., КУРШАКОВ А.В., РЫЖЕНКОВ А.В., ГРИГОРЬЕВ С.В. "ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ УДАЛЕННЫХ И ОБОСОБЛЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ РОССИИ". ЖУРНАЛ: НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЭНЕРГЕТИКИ, номер: 2 (25), 2014, с. 29-32. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109752406A (en) * | 2019-01-24 | 2019-05-14 | 中国石油大学(北京) | The measuring device of hypotonic tight rock specific heat capacity parameter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102721722B (en) | In-situ thermal response testing method of stratified thermal properties of underground rock and soil | |
CN103775058B (en) | A kind of determination method of wellbore heat loss | |
CN106840975B (en) | Device and method for monitoring undercurrent exchange flux | |
CN103091358B (en) | Indoor model test apparatus for ground source heat pump rock soil thermal response testing and application thereof | |
CN106770439A (en) | Rock-soil layer is layered Determination of conductive coefficients method | |
CN104807850B (en) | It is a kind of measure oil/gas well wellbore fluids, oil well pipe thermodynamic parameter experimental provision and method | |
CN201166615Y (en) | Tester for exchanging heat of buried tube of earth source heat pump | |
Zhou et al. | Determination and analysis of parameters for an in-situ thermal response test | |
Cao et al. | Small-scale lab analysis of the ground freezing effect on the thermal performance of a Flat-Panel ground heat exchanger | |
CN206235584U (en) | A kind of experimental system for verifying energy stake Calculation of Heat Transfer model under the conditions of seepage action of ground water | |
RU2623824C1 (en) | Installation for determination subsoil rocks temperature change rates | |
CN103018274A (en) | Rock-soil thermophysical property tester | |
Schiavi | 3D simulation of the thermal response test in a U-tube borehole heat exchanger | |
CN202649147U (en) | Device for testing field thermal response of underground geotechnical layered thermal properties | |
CN102288637B (en) | Single-hole heat exchange power processing method in ground source heat pump | |
Baskar et al. | Heat transfer characteristics of acetone/water mixture in a tubular heat exchanger with turbulator | |
Tsubaki et al. | Performance of ground-source heat exchangers using short residential foundation piles | |
CN103969156B (en) | The method that the pressurized crude oil of prediction flows through the maximum length of pipe section of pipeline | |
CN203011870U (en) | Rock and soil thermophysical property tester | |
KR101420615B1 (en) | A system for measurement of ground thermal performance and conductivity, and the method | |
Lee et al. | Thermal response performance of the heat exchanger of a standing column well based on the location of the return pipe | |
Dehghan et al. | Long Term Performance Prediction of a Borehole Ground Heat Exchanger by Green's Function Method | |
Georgiev et al. | In-situ measurements of ground thermal properties around borehole heat exchangers in Plovdiv, Bulgaria | |
Boban et al. | Ground Thermal Response and Recovery after Heat Injection: Experimental Investigation | |
Choi et al. | Development of TPRT (thermal performance-response test) for borehole heat exchanger design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171005 |