СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ТЕРМОВОДОНОСНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1998 года по МПК F24J3/08 

Изобретение относится к области геотермальной энергетики, в частности к геотермальным циркуляционным системам, предназначенным для извлечения и использования тепловой энергии термальных вод и интенсификации их отбора.

Известен способ использования тепла термальных вод многопластовых месторождений, состоящий из геотермальной циркуляционной системы, включающей две совмещенные скважины для одновременно-раздельной эксплуатации двух водоносных пластов (см. авторское свидетельство N 641240, 1978). При таком способе эксплуатации горячая высокоминерализованная термальная вода в добычной скважине поднимается из нижнего эксплуатируемого пласта по центральной колонне труб и закачивается обратно в пласт также по центральной колонне нагнетательной скважины. Нагнетательный насос установлен на наземном трубопроводе, соединяющем добычную и нагнетательную колонны. Низкотемпературная слабоминерализованная термальная вода с верхнего водоносного пласта поднимается в межтрубном кольцевом пространстве и на поверхности с помощью насоса, установленного на отдельном трубопроводе, подводится к потребителю. После потребителя отработанная вода по трубопроводу направляется к нагнетательному насосу и по межтрубному кольцевому пространству закачивается обратно в верхний низкотемпературный пласт.

При эксплуатации такой циркуляционной системы температуры вод, поднимающихся с обоих пластов к устью добычной скважины, практически выравниваются и термальная вода с нижнего пласта с довольно высокой температурой закачивается обратно в пласт, что приводит к резкому снижению теплоотбора.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка и увеличение объемов добычи с верхнего водоносного пласта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе использования тепла термальных вод, состоящем из геотермальной циркуляционной системы из двух совмещенных скважин, низкотемпературная вода с верхнего водоносного пласта добывается и во второй скважине, совмещенная часть которой при этом служит противоточным теплообменником. На поверхности вода с верхнего пласта, поднимающаяся из обоих скважин, направляется к потребителю, после чего отработанная вода закачивается по отдельной нагнетательной скважине в верхний водоносный пласт.

На приведенном чертеже изображена технологическая схема предлагаемого способа.

Высокотемпературная минерализованная вода с нижнего водоносного пласта 1 поднимается по колонне труб 2, а низкотемпературная пресная вода с верхнего водоносного пласта 3 по межтрубному кольцевому пространству 4. Участок скважины от подошвы верхнего пласта до устья служит прямоточным теплообменником типа "труба в трубе", где тепло от высокотемпературной воды передается через цилиндрическую поверхность 5 воде, поднимающейся в межтрубном кольцевом пространстве. У устья скважины температуры вод, поднимающихся с обоих пластов, практически выравниваются. На поверхности термальная вода с нижнего пласта по трубопроводу 6, на котором установлен нагнетательный насос 7, подводится к нагнетательной скважине и закачивается обратно в тот же водоносный пласт. При этом участок скважины от устья до подошвы верхнего пласта уже служит противоточным теплообменником типа "труба в трубе", так как в межтрубном кольцевом пространстве, как и в добычной скважине, поднимается низкотемпературная вода, которая по мере подъема к устью становится высокотемпературной за счет съема с закачиваемой воды остаточного тепла. Подогретая вода с обеих скважин подводится к термоизолированному баку-аккумулятору 8 и далее насосом 9 подводится к потребителю тепла 10, после чего отработанная вода насосом 11 закачивается в верхний водоносный пласт по специально пробуренной нагнетательной скважине 12. В зависимости от предъявляемых потребителем тепла требований к температуре воды наземная часть технологической схемы может изменяться: подогретая вода с обеих скважин может быть подана без смешения к разным потребителям, отличающимся температурными графиками потребления, может проходить через пиковую котельную и т.д.

Использование: область геотермальной энергетики. Сущность изобретения: способ одновременно-раздельной эксплуатации двух термоводоносных пластов включает эксплуатацию геотермальной циркуляционной системы из двух совмещенных добычной и нагнетательной скважин. Высокотемпературная термальная вода нижнего пласта циркулирует по замкнутому контуру "пласт - добычная скважина - наземный трубопровод - насос - нагнетательная скважина - пласт". Низкотемпературная термальная вода верхнего пласта добывается по межтрубному кольцевому пространству как добычной, так и нагнетательной скважин. По мере подъема и в межтрубном кольцевом пространстве вода с верхнего пласта становится высокотемпературной за счет передачи тепла от воды нижнего пласта. На поверхности нагретая вода с верхнего пласта подводится к термоизолированному баку-аккумулятору и далее с помощью насоса к потребителю тепла. Отработанная вода после потребителя насосом закачивается по отдельной скважине в верхний водоносный пласт. 1 ил.

Способ одновременно-раздельной эксплуатации двух термоводоносных пластов путем обеспечения циркуляции воды нижнего пласта по замкнутому контуру пласт
добычная скважина наземный трубопровод насос нагнетательная скважина - пласт и подогревом воды верхнего пласта, поднимающейся в межтрубном кольцевом пространстве добычной скважины, теплом воды поднимающейся с нижнего пласта, отличающийся тем, что воду с верхнего пласта добывают также по межтрубному кольцевому пространству нагнетательной скважины, а отработанная вода после потребителя закачивается обратно в верхний пласт по специально пробуренной отдельной скважине.