СПОСОБ ГИДРОАККУМУЛИРОВАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК E02B9/00 

Описание патента на изобретение RU2341618C2

Способ гидроаккумулирования относится к энергетике и может быть применен для обеспечения возможности использования потенциала аккумулированной в емкости подземного гидроаккумулирования воды с целью последующей выработки энергоресурсов (тепловой или электрической энергии) в условиях, в которых поверхностное гидроаккумулирование является технически труднореализуемым, экономически или экологически нецелесообразным или недопустимым.

Известен способ поверхностного аккумулирования воды путем создания на реках приплотинных водохранилищ (Малинин Н.К. Теоретические основы гидротехники. М., Энергоатомиздат, 1985 г., [1]). Уровень воды в водохранилище (в верхнем бьефе плотины) выше, чем уровень со стороны нижнего бьефа, а разность этих уровней, составляющая гидроэнергетический напор, является энергетической инциирующей базой гидроэнергетического сооружения, например гидроэлектростанции. Но такой способ поверхностного гидроаккумулирования имеет недостатки.

Недостатком известного способа гидроаккумулирования является то, что для обеспечения гидравлической и электрической мощности ГЭС путем увеличения напора природного источника воды, как правило, реки, для образования водохранилища требуется сооружение плотины. Сооружение плотины ГЭС-мероприятие затратное. Кроме того, с сооружением плотины и последующим повышением уровня воды с ее напорной стороны связаны следующие отрицательные последствия: затопление территорий по берегам реки, зачастую представляющие собой плодородные сельскохозяйственные земли; вырубку лесов и выведение из хозяйственной деятельности охотничьих угодий; экологические изменения, связанные с образованием водоемов больших объемов; значительные затраты, связанные с переносом населенных пунктов, инженерных сооружений из зоны затопления, а также подготовка места будущего водохранилища. С отрицательными последствиями связано также отвлечение денежных средств на сооружение плотины и создание водохранилища. В большей степени отрицательные последствия сооружения плотин с целью образования водохранилищ наблюдаются в равнинных местностях. При сооружении плотин на малых реках сложность их эксплуатации в условиях резкоконтинентального климата связана с сезонными изменениями - перемерзанием рек, их разливом в период паводков. Кроме того, известный способ гидроаккумулирования осуществляется при использовании в качестве источника воды поверхностных вод, как правило, рек, что существенно ограничивает условия его применения.

Известен способ искусственного регулирования запасов подземных вод путем восполнения их запасов (Гордеев П.В., Шемелкина В.А., Шулякова O.K. Гидрогеология. М., «Высшая школа», 1990 г., стр.321-325, [1]). Способ включает работы по искусственному восполнению запасов подземных вод и предназначены для увеличения эксплуатационных запасов при различных видах водопотребления, для компенсации повышенного локального отбора подземных вод в отдельные периоды за счет вод подземных емкостей, играющих роль регулирующих водохранилищ, а также для взаимного регулирования подземного и поверхностного стоков и др. Способ наиболее близок предлагаемому и принят за прототип. Он включает определение местоположения емкости подземного гидроаккумулирования, например глубины и объема водовмещающих пород или подземных, герметичных резервуаров природных или промышленно выполненных, бурение нагнетательной скважины или скважин до нее и сообщенной с источником воды, наполнение посредством нагнетательной скважины емкости подземного аккумулирования водой либо за счет давления, возникающего при свободном (безнапорном) движении воды в скважине, либо при ее закачивании.

Известный способ гидроаккумулирования, принятый за прототип, имеет недостаток. Он не позволяет использовать потенциал аккумулированной в емкости подземного гидроаккумулирования воды для осуществления выработки энергоресурсов - электрической или тепловой энергии.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в устранении характерного для известного способа аккумулирования недостатка - на обеспечение возможности использования потенциала аккумулированной в емкости подземного аккумулирования воды для выработки тепловой или электрической энергии.

Это достигается тем, что в известном способе гидроаккумулирования, включающем определение местоположения емкости подземного гидроаккумулирования, например глубину и объем водовмещающих пород или подземных, герметичных резервуаров природных или промышленно выполненных, бурение нагнетательной скважины или скважин до нее и сообщенной с источником воды, наполнение посредством нагнетательной скважины емкости подземного аккумулирования водой либо за счет давления, возникающего при свободном (безнапорном) движении воды в скважине, либо при ее закачивании, бурят (или предусматривают бурение) являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину до стока воды, например до штольни или зоны ее ухода (в т.ч. поглощения), причем трассу гидроэнергетической скважины выбирают такой, чтобы ею выше стока воды была пересечена емкость подземного гидроаккумулирования либо сообщена с ней, и при этом уровень воды в гидроэнергетической скважине обеспечивают выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода (поглощения), а саму гидроэнергетическую скважину выполняют с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроэнергоагрегата либо установки его, например, в штольне с подсоединением его к выходу скважины, а в гидроэнергетической скважине либо в штольне устанавливают электрокабель или трубопровод для транспортирования выработанного энергоресурса от гидроэнергоагрегата к энергопотребителю.

Для гидроаккумулирования может быть использована поверхностная вода, образующаяся в паводковые периоды, например, путем сообщения емкости подземного гидроаккумулирования нагнетательными скважинами с поверхностными водоемами в эти периоды.

В необходимые периоды сообщение емкости подземного гидроаккумулирования с зоной стока воды может быть прервано, например, с использованием извлекаемого пакера, устанавливаемого в гидроэнергетической скважине ниже места ее сообщения с емкостью подземного гидроаккумулирования.

Бурение дополнительной гидроэнергетической скважины, которая в верхней своей части сообщена с емкостью подземного гидроаккумулирования, а в нижней части - с зоной стока воды, позволяет сформировать поток воды по каналу скважины «сверху-вниз». При этом в зависимости от конструктивных размеров скважины, параметров, характеризующих сообщение емкости подземного гидроаккумулирования со скважиной, а также параметров зоны стока, в скважине устанавливается поток воды с определенным расходом Q и динамическим уровнем Нд. Ниже Нд поток воды является сплошным. Напор «столба» потока воды Нн характеризуется расстоянием от динамического уровня до места (зоны) стока воды (или места возможной установки скважинного гидроэнергоагрегата). Гидравлическая мощность потока воды в месте установки гидроэнергоагрегата в скважине Nг(Вт) может быть определена исходя из следующего выражения (Карелин В.Я. и др. Гидроэлектрические станции./Под ред. Проф. Карелина В.Я. и Кривченко Г.Н. М., Энергоатомиздат, 1987 г., [3]):

где Р - давление потока воды в месте установки гидроэнергоагрегата, Па;

ρ - плотность потока воды, кг/м3;

q - ускорение свободного падения, м/с2;

Q - расход воды, м3/с.

Гидравлическая мощность потока в месте установки гидроэнергоагрегата может быть преобразована с использованием скважинной гидроэлектростанции, например, по патенту США (Generation of electricity during the injection of a denste fluid into a subterranean formation. Патент US 4132269 А, Кл. Е 21 В 43/20, F 03 G 7/04, опубл. 02.01.1979 г., [4]) в электрическую энергию либо с использованием скважинного гидротеплоагрегата, например, по аналогии с тепловодоснабжающей скважиной (заявка на изобретение РФ «Тепловодоснабжающая скважина» 2005100306/03(000326), МПК Е 03 В 3/00, F 24 H 4/02, автор Елисеев А.Д. Решение о выдаче патента от 23.05.2006 г., [5]) в тепловую энергию.

В случаях, когда зоной стока является перебуренная кровля нижерасположенной штольни, может быть упрощена техническая реализация процесса обеспечения выработки энергоресурсов. Для этого может быть использовано общепромышленное гидроэнергетическое оборудование, не ограниченное размерами скважины (в сравнении с установкой его в скважине). Кроме того, при этом «отработавшая» в гидроэлектроагрегате вода далее направляется для водопотребления по проложенному в штольне трубопроводу и не изымается из оборота, как это часто бывает в случае скважинной его установки.

Использование для гидроаккумулирования поверхностной воды в паводковые периоды, например, путем сообщения емкости подземного гидроаккумулирования нагнетательными скважинами с поверхностными водоемами в эти периоды позволяет уменьшить объем паводковых вод и связанных с этим отрицательных последствий от их воздействия.

Возможность прерывания сообщения емкости подземного гидроаккумулирования с зоной стока воды в требуемые периоды, например, при остановках скважинного гидроэнергоагрегата позволяет уменьшить нерациональное расходование воды.

На фиг.1 приведена схема осуществления предлагаемого способа гидроаккумулирования; на фиг.2 - схематичное изображение варианта регулирующего устройства в нагнетательной скважине; на фиг.3 - схема установки извлекаемого пакера в гидроэнергетической скважине; на фиг.4 - схема установки скважинного гидроэлектроагрегата в гидроэнергетической скважине; на фиг.5 - схема установки вихревого теплогенератора в штольне; на фиг.6 - схема установки гидроэлектроагрегата в штольне.

На фиг.1-6 введены следующие обозначения: 1 - емкость подземного гидроаккумулирования; 2 - земля; 3 - поверхностный источник воды; 4 - нагнетательная скважина, «обсаженная» трубой, перфорированной в верхней и нижней части; 4.1 - перфорированное кольцо, установленное в верхней части обсадной трубы нагнетательной скважины; 4.2 - перфорационные отверстия в обсадной трубе и кольце; 5 - поворотный перфорированный цилиндр; 5.1 - перфорационные отверстия в поворотном цилиндре; 6 - гидроэнергетическая скважина; 7 - перфорационные отверстия в нижней части нагнетательных скважин; 8 - перфорационные отверстия в нижней части гидроэнергетической скважины; 9 - скважинный электрогенератор, якорь которого соединен с ротором гидротурбины 10; 9.1 - электрокабель, посредством которого скважинный электрогенератор 9 соединен с формировательно-распределительным устройством 9.3; 9.2 - упоры центратора скважинного электрогенератора; 10 - скважинная гидротурбина; 10.1 - подшипники; 10.2 - скважинный гидроэнергетический поток после скважинного гидроагрегата; 11 - ступенчато расширенный участок гидроэнергетической скважины в месте установки скважинного гидроагрегата; 12 - захватное приспособление (наконечник) для спуско-подъема скважинного гидроагрегата; 13 - зона стока воды (зона поглощения); 14 - стенки штольни; 15 - вихревой теплогенератор; 15.1 и 15.2 - запорно-регулирующие органы «до» и «после» вихревого теплогенератора соответственно; 15.3 - трубопровод горячей воды от вихревого теплогенератора по штольне к теплопотребителю; 15.4, 15.5 и 15.6 - расходомер, манометр, термометр в трубопроводе на выходе после вихревого теплогенератора; 16 - гидротурбина; 16.1 и 16.2 - задвижки «до» и «после» гидротурбины соответственно; 16.3 - трубопровод «отработавшей» воды, отводимой по штольне к поверхности или водопотребителю; 17 - электрогенератор, якорь которого соединен с ротором гидротурбины; 17.1 - электрокабель для передачи выработанной электрогенератором 17 электроэнергии по штольне к формировательно-распределительному устройству; 18 - извлекаемый из скважины пакер-переходник; 18.1 - цилиндр; 18.2 - поршень; 18.3 - упор; 18.4 - отверстие; 18.5 - гайка; 18.6 - сердечник; 18.7 - цанговый фиксатор; 18.8 и 18.10 - нажимной и упорный фланцы; 18.9 - резиновое уплотнение.

При практической реализации предлагаемого способа гидроаккумулирования выбирают соответствующую геологическую среду в земных недрах. В большей степени приемлемыми для этого являются песчаники, подошва которых представлена водонепроницаемыми породами, например глинами. В рассматриваемом примере емкость подземного гидроаккумулирования (далее ЕПГ) - фиг.1 - представлена песчаниками, ниже которых находится глина. До ЕПГ пробурены нагнетательные скважины 4. Низ обсадной трубы нагнетательной скважины 4 перфорирован отверстиями 7. Верхняя часть обсадной трубы нагнетательной скважины также перфорирована отверстиями. На верхнем конце обсадной трубы нагнетательной скважины 4 установлено и закреплено сваркой перфорированное кольцо 4.1, отверстия которого 4.2 совпадают с отверстиями в обсадной трубе нагнетательной скважины 4. С перфорированным кольцом 4.2 сопряжен поворотный перфорированный цилиндр 5 с перфорационными отверстиями 5.1 на фиг.2 - (узел I, фиг.1). Причем в одном положении поворотного перфорированного цилиндра 5 отверстия 5.1 в нем и отверстия в обсадной трубе нагнетательной скважины 4 совпадают - положение «открыто», а в другом положении не совпадают - положение «закрыто». Положением поворотного цилиндра 5 достигается регулирование, в т.ч. осуществление подачи воды, либо ее прекращение из источника воды 3 в нагнетательную скважину 4 и далее в ЕПГ. Вода в скважине движется от источника воды вниз нее и через перфорационные отверстия в нижней части трубы поступает в проницаемый интервал ЕПГ. Движущей силой осуществления движения воды и заполнения проницаемого интервала ЕПГ является либо напор потока воды, образующийся при свободном движении воды в ней (от источника воды, вниз до ЕПГ), либо, если того требуют условия, насосная установка (условно не представлена). Аналогичны конструкции и других нагнетательных скважин 4. Эти скважины являются каналами поступления воды из источника 3 в ЕПГ. ЕПГ посредством нагнетательных скважин заполняется водой.

Для производства энергоресурсов - электроэнергии или тепловой энергии - с использованием предлагаемого способа гидроаккумулирования им предусматривается бурение (либо проектирование бурения) гидроэнергетической скважины 6. Траектория ее трассы такова, что ею перебурена ЕПГ и далее она пробурена до зоны стока. Зоной стока является либо зона поглощения 13, либо штольня (узел III на фиг.1, поз.14 на фиг.5 и 6). В интервале мощности ЕПГ гидроэнергетическая скважина 6 обсажена трубой, которая в этом интервале перфорирована.

Вода из заполненной ею ЕПГ 7 через перфорационные отверстия в гидроэнергетической скважины 5 поступает в нее и движется далее вниз по каналу скважины к зоне стока 13. При отсутствии в скважине или в нижележащей штольне гидроэнергоагрегата (или при других причинах останова энергетического использования скважинного гидроэнергетического потока) поток в скважине ниже ЕПГ перекрывают извлекаемым пакером (Волков А.С., Тевзадзе Р.Н. Тампонирование геологоразведочных скважин. М., Недра, 1986, стр.103, рис.45., [6]) фиг.3 - узел II на фиг.1. При установке пакера его спускают в скважину без вращения на заданную глубину. По индикатору веса бурового станка определяют вес инструмента и в колонну бурильных труб закачивают насосом воду до давления 2,5-3.0 МПа, благодаря чему поршень 18.2 перемещается в крайнее нижнее положение и передает давление фланцу 18.8. Резиновый элемент 18.9 сжимается и перекрывает ствол скважины. При этом фиксатор надежно удерживает уплотняющий элемент в сжатом состоянии и представляет собой устройство, перекрывающее ствол скважины. Оно прекращает движение воды из ЕПГ в зону стока и обеспечивает водосбережение, исключая непроизводительные ее (воды) потери.

Для поднятия извлекаемого узла пакера из скважины снижают гидравлическое давление внутри колонны бурильных труб, прикладывая к ней осевую нагрузку 8-12 кН с одновременным правым вращением. После разъединения двух узлов пакера извлекаемый узел поднимают из скважины.

Для выработки электроэнергии с использованием скважинной гидроэлектростанции (узел III на фиг.1) в гидроэнергетической скважине ниже ЕПГ над зоной стока устанавливают скважинный гидроагрегат, вид которого приведен на фиг.4. Для этого в ступенчато расширенную скважину 11 с использованием основной лебедки со специальным управляемым захватом спускают гидроагрегат, представляющий соединенные скважинные электрогенератор 9 и гидротурбину 10. После спуска и установки на место гидроагрегата захват лебедки отсоединяют от наконечника 12. Одновременно с опусканием в скважину гидроагрегата с помощью второй лебедки, параллельно работающей с основной лебедкой, в скважину спускают электрокабель электрогенератора, другой конец которого подключают к формировательно-распределительному устройству 9.3, установленному на поверхности. После установки скважинного гидроагрегата в скважине он включается в работу, принцип которой заключается в следующем. Под воздействием потока воды в скважине ротор гидротурбины 10 вращается, вращение от него передается соединенному с ним якорю скважинного электрогенератора 9. Последним вырабатывается электроэнергия, которая по электрокабелю 9.1 передается на формировательно-распределительное устройство 9.3, установленное на дневной поверхности. Скважинный электрогенератор выполнен маслонаполненным.

Таким образом, в предлагаемом изобретении вода из поверхностного источника 3 по нагнетательным скважинам 4 (в рассматриваемом примере скважины диаметром 89 мм в количестве 12 штук) через перфорационные отверстия 7 в них поступает в ЕПГ, заполняет ее, формируя подземные запасы воды.

В рассматриваемом примере ЕПГ расположена на глубине 320 м, ее протяженность составляет 530 м, а мощность 80-90 м. Объем воды, который может быть аккумулирован ЕПГ, составляет 0.68 млн м3.

Гидроэнергетическая скважина 6 пробурена диаметром 240 мм, ее глубина составила 772 м.

После установки скважинного гидроагрегата в гидроэнергетической скважине при ее эксплуатации из ЕПГ в нее поступает вода, в которой устанавливается поток воды с расходом Q=0,02 м3/c. При этом в скважине устанавливается динамический уровень Нд=322 м. Уровень напора Нн=450 м.

Принимая во внимание установившиеся параметры потока воды в буровой скважине, по формуле (1) может быть определена его гидравлическая мощность, которая составляет

Для рассматриваемого примера: ρ=103 кг/м3; q=9,8 м/с2; Нн=450 м; Q=0.02 м3/с. После подстановки в формулу получим

Nг=103 кг/м3 · 9,8 м/с2 · 450 м · 0,02 м3/с = 88200 Вт = 88,2 кВт.

Таким образом, гидравлическая мощность потока в гидроэнергетической скважине у зоны стока воды составляет 88,2 кВт.

При таком расходе воды, равном Q=0,02 м3/с, объема аккумулированной воды в ЕПГ достаточно для работы в течение 393 суток. При этом при номинальной нагрузке гидроагрегата с использованием аккумулированной в ЕПГ воды (0,68 млн м3) будет выработано 513860 тыс.кВт·ч электроэнергии.

При использовании скважинной гидроэлектростанции, например, по патенту США (Generation of electricity during the injection of a denste fluid into a subterranean formation. Патент US 4132269 А, кл. Е 21 В 43/20, F 03 G 7/04, опубл. 02.01.1979 г., [4]) с реально достижимым его КПД, равным η=(0,75-0,85) на его выходе, указанным выше гидравлическим потоком, может быть выработана электрическая энергия мощностью Nэ=65 кВт. Выработанная электроэнергия по электрическому кабелю 9.1 (фиг.1), установленному в гидроэнергетической скважине, передается на дневную поверхность к формировательно-распределительному устройству 9.3.

В скважине может быть установлен и скважинный вихревой теплогенератор дискового типа, например (заявка на изобретение РФ «Тепловодоснабжающая скважина» 2005100306/03(000326), МПК Е 03 В 3/00, F 24 H 4/02, автор Елисеев А.Д. Решение о выдаче патента от 23.05.2006 г., [5]), горячая вода от которого поступает в нижерасположенную зону стока, представленную штольней, по которой и далее по установленному в ней трубопроводу к теплопотребителю. Мощность вырабатываемой при этом тепловой энергии может быть определена, исходя из вышеприведенной гидравлической мощности потока в скважине и КПД вихревого теплогенератора.

Установка гидроэнергоагрегата возможна и в нижерасположенной зоне стока, представленной штольней (узел IV на фиг.1), в частности вихревого теплогенератора - фиг.5 - или гидроэлектроагрегата - фиг.6, при этом может достигаться техническое преимущество. Оно заключается в том, что для реализации выработки энергоресурсов может быть использовано оборудование, в том числе общепромышленное, габариты которого не ограничены размерами скважины (в сравнении с вариантом его установки в скважине). Другое преимущество такой схемы заключается в том, что вода после гидроэнергоагрегатов не теряется в зоне поглощения, а по трубопроводу, установленному в штольне, она направляется к водо- или теплопотребителю и не изымается из оборота.

Кроме технического результата, достижение которого обеспечивается изобретением, его использование позволяет:

- создавать гидроэнергетический потенциал без затопления и выведения из хозяйственного оборота поверхностных земель и территорий, что характерно для приплотинного создания гидроэнергопотенциала;

- создавать гидроэнергетический потенциал и беспроблемно использовать его круглогодично в условиях резкоконтинентального климата, это позволяет освободиться от известных трудностей, возникающих при эксплуатации приплотинных малых и микроГЭС на небольших реках в зимние периоды, в т.ч. связанных с перемерзанием водотоков;

- в паводковые периоды аккумулировать воды в емкостях подземного гидроаккумулирования и этим уменьшать объемы паводковых подтоплений и уменьшать отрицательные последствия воздействия паводковых потоков (затоплений, разрушений и др.), а в горных условиях - селей.

Известно (Пехтин В.А., Федоров М.П., Толошинов А.В., Мурин Л.А., Цвик A.M. Преобразование энергии воды на гидроэлектростанциях в энергию водорода. Журнал «Гидротехническое строительство», №1, 2006 г., стр.33., [7]), что 50 и более % годового стока воды образуется в паводковый период. Аккумулирование воды в паводковые периоды (как правило, весеннее-летние периоды года) позволяет создавать ее запасы для последующего использования в периоды наибольшей востребованности вырабатываемых с использованием аккумулированной воды энергоресурсов (как правило, осеннее-зимние периоды года, в частности, для выработки тепловой энергии). Подземное гидроаккумулирование позволяет, в определенной степени, устранить противоречие, возникающее в результате того, что наибольший «приток» природной воды наблюдается в летний период года, а наибольшая востребованность в энергоресурсах, которые могут быть произведены с использованием воды и гидроэнергопреобразователей, - в осенне-зимнее время. Это преимущественное обстоятельство важно для использования изобретения в районах так называемого Северного завоза, а его использование позволит уменьшить объемы завоза топлива и, соответственно, уменьшить затраты на осуществление Северного завоза.

Использование изобретения позволяет расширить возможности применения нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ).

Способ может быть использован и для целей неэнергетического назначения.

Источники информации

1. Малинин Н.К. Теоретические основы гидротехники. М., Энергоатомиздат, 1985 г.

2. Гордеев П.В., Шемелкина В.А., Шулякова O.K. Гидрогеология. М., «Высшая школа», 1990 г., стр.321-325.

3. Карелин В.Я. и др. Гидроэлектрические станции./Под ред. Проф. Карелина В.Я. и Кривченко Г.Н. М., Энергоатомиздат, 1987 г.

4. Generation of electricity during the injection of a denste fluid into a subterranean formation. Патент US 4132269 А, кл. Е 21 В 43/20, F 03 G 7/04, опубл. 02.01.1979 г.

5. Заявка на изобретение РФ «Тепловодоснабжающая скважина» 2005100306/03(000326), МПК Е 03 В 3/00, F 24 H 4/02, автор Елисеев А.Д. Решение о выдаче патента от 23.05.2006 г.

6. Волков А.С., Тевзадзе Р.Н. Тампонирование геологоразведочных скважин. М., Недра, 1986, стр.103, рис.45.

7. Пехтин В.А., Федоров М.П., Толошинов А.В., Мурин Л.А., Цвик A.M. Преобразование энергии воды на гидроэлектростанциях в энергию водорода. Журнал «Гидротехническое строительство», №1, 2006 г., стр.33.

Похожие патенты RU2341618C2

название год авторы номер документа
СКВАЖИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2007
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2373431C2
СКВАЖИННАЯ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2008
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2377436C1
ДЕРИВАЦИОННАЯ СКВАЖИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2010
  • Елисеев Александр Дмитриевич
  • Нескоромных Вячеслав Васильевич
  • Павлюкова Елена Николаевна
RU2431015C1
ГИДРОГЕОЭНЕРГОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2376495C1
ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СКВАЖИННОГО ГИДРОПОТОКА 2007
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2348804C2
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТОКА В БУРОВОЙ СКВАЖИНЕ 2008
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2370592C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТОКА В СКВАЖИНЕ 2006
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2329355C2
ГИДРОАГРЕГАТ СКВАЖИННОЙ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 2008
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2376491C1
СКВАЖИННАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ПОДЗЕМНЫМ ТЕПЛОГИДРОАККУМУЛИРОВАНИЕМ 2008
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2371638C1
ГИДРОАГРЕГАТ СКВАЖИННОЙ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 2006
  • Елисеев Александр Дмитриевич
RU2329395C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 341 618 C2

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ГИДРОАККУМУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в условиях, в которых поверхностное гидроаккумулирование является технически труднореализуемым, экономически или экологически нецелесообразным или недопустимым. Способ гидроаккумулирования включает определение местоположения емкости подземного гидроаккумулирования, например глубины и объема водовмещающих пород или подземных герметичных резервуаров, природных или промышленно выполненных, бурение нагнетательной скважины или скважин до нее и сообщение с источником воды, наполнение посредством нагнетательной скважины емкости подземного гидроаккумулирования водой либо за счет давления, возникающего при свободном, т.е. безнапорном, движении воды в скважине, либо при ее закачивании. Бурят являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину до стока воды, например, до штольни или зоны ее ухода или поглощения. Трассу гидроэнергетической скважины выбирают такой, чтобы ею выше стока воды была пересечена емкость подземного гидроаккумулирования либо сообщена с ней. Уровень воды в гидроэнергетической скважине обеспечивают выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода или поглощения. Гидроэнергетическую скважину выполняют с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроэнергоагрегата либо установки его, например, в штольне с подсоединением его к выходу скважины. В гидроэнергетической скважине либо в штольне устанавливают электрокабель или трубопровод для транспортирования выработанного энергоресурса от гидроэнергоагрегата к энергопотребителю. Для аккумулирования может быть использована поверхностная вода, образующаяся в паводковые периоды, например, путем сообщения нагнетательных скважин с поверхностными водоемами в эти периоды. В требуемые периоды может быть прервано сообщение емкости подземного гидроаккумулирования с зоной стока воды, например, с использованием извлекаемого пакера, устанавливаемого в гидроэнергетической скважине ниже места ее сообщения с емкостью подземного гидроаккумулирования. Изобретение обеспечивает возможность использования потенциала аккумулированной в емкости подземного гидроаккумулирования воды для последующей выработки энергоресурсов: тепловой или электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула изобретения RU 2 341 618 C2

1. Способ гидроаккумулирования, включающий определение местоположения емкости подземного гидроаккумулирования, например, глубины и объема водовмещающих пород или подземных герметичных резервуаров, природных или промышленно выполненных, бурение нагнетательной скважины или скважин до нее и сообщение с источником воды, наполнение посредством нагнетательной скважины емкости подземного гидроаккумулирования водой, либо за счет давления, возникающего при свободном, т.е. безнапорном движении воды в скважине, либо при ее закачивании, отличающийся тем, что бурят являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину до стока воды, например до штольни или зоны ее ухода или поглощения, причем трассу гидроэнергетической скважины выбирают такой, чтобы ею выше стока воды была пересечена емкость подземного гидроаккумулирования либо сообщена с ней, и при этом уровень воды в гидроэнергетической скважине обеспечивают выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода или поглощения, а саму гидроэнергетическую скважину выполняют с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроэнергоагрегата либо установки его, например, в штольне с подсоединением его к выходу скважины, а в гидроэнергетической скважине либо в штольне устанавливают электрокабель или трубопровод для транспортирования выработанного энергоресурса от гидроэнергоагрегата к энергопотребителю.2. Способ гидроаккумулирования по п.1, отличающийся тем, что для аккумулирования используют поверхностную воду, образующуюся в паводковые периоды, например, путем сообщения нагнетательных скважин с поверхностными водоемами в эти периоды.3. Способ гидроаккумулирования по п.1 или 2, отличающийся тем, что в требуемые периоды прерывают сообщение емкости подземного гидроаккумулирования с зоной стока воды, например, с использованием извлекаемого пакера, устанавливаемого в гидроэнергетической скважине ниже места ее сообщения с емкостью подземного гидроаккумулирования.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2341618C2

Гидроаккумулирующая электростанция 1988
  • Исрапилов Магомед Исрапилович
SU1668547A1
Гидроэлектростанция 1988
  • Исрапилов Магомед Исрапилович
SU1698362A1
Передвижной зубоврачебный кабинет 1929
  • Сатыр А.Л.
SU24541A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2002
  • Буслаев Виктор Федорович
  • Вдовенко Василий Леонтьевич
  • Нор Алексей Вячеславович
RU2271465C2
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМ РЕЖИМОМ ТЕРРИТОРИИ 1995
  • Барутенко Александр Сафонович
  • Лавринов Анатолий Павлович
RU2117725C1
US 4132269 А, 02.01.1979
US 3580330 A, 25.05.1971.

RU 2 341 618 C2

Авторы

Елисеев Александр Дмитриевич

Даты

2008-12-20Публикация

2006-10-23Подача