Устройство для использования природного тепла горных пород Советский патент 1979 года по МПК F24J3/02 

(54) yCTPOfteTBO ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИГОДНОГО ТЕПЛА rOffiblX ПОРОД

t перфорациями 6. На трубе 7 с теплоизоляцией 8 в. колонну спущен в кожухе 9 с насосом 10 теплообменник 11, выполненный в виде и-образных трубок.. Насос закреплен в кожухе на распорках 12, U-образные трубки закреплены в трубной решетке 13, являющейся одновременно крышкой кожуха и днищем допол нительного пакера 14. 6 кожухе в верхней его части под пакером имеется перфорация 15, а нижняя его часть оканчивается выпускной трубой 16, соединенной с насосом через патрубок 17. На трубе 16 установлен, 18 насоса, ниже которого она имеет отверстия 19. .Труба может быть использована как якорь пакера 18, Кольцевой зазор 20 между колонной 5 и кожухом 9, ограниченный по высоте пакерами 14 и 18 является камерой тшастового флюида. Открытый: конец каждой из и-образ-, ных трубок вьшеден через Периферийные отверстия 21 трубной решетки в Межгрубное про. сфанство 22, образованное обсадной колонной и трубой. Другой конец этих трубок через отверстия 23 в цент ральной части под патрубком 2°4 заведен в трубу 7, оканчивающуюся соединительной муфтой 25.

Кожух имеет центра торы 26. Дополнительный пакер 14 представляет собой стакан.с боковыми прорезями 27, которые Ънутри облицованы непр ицаемыми дйя теплоносителя материалом 28, например резиной, металлическими тонкими пластинками. На внешней стороне стакана в кольцевых проточках 29 установлено кольцевое уплотнение 30, например, в виде . Днищем стакана является трубная решетка 13, которая при большом числе U-образных трубок может быть выполнена с развитой поверхностью, например, в центральной части в виде полого усеченного конуса,iобращенного,меньшим основани ем к Ц-образным трубкам.

Под действием насоса 10 ;Ш1астовый флюид поступает из продуктивного горизонта 2 через , перфорации 6 в зазор 20, далее через перфорацию 15 кожуха 9 в теплообменник 11, где омывает и-образные.-трубки и;выводится через отверстия 19 трубы 16 в колонну 5, из которой сбрасьтаетСя в прЮ1Ш(аёмыё сорнью породы, например, образованные подземным взрьшом.

Пластовый флюид, протекая на участке скважины от перфорации 15 до отверстий 19 изменяет свое теплосодержание. Одновременно нагнетается теплоноситель в теплообменник по межтрубному пространству 22.

Теплоноситель входт через отверстия 21 в и-образные трубкн, протек ая в которых изменяет свое теплосодержшше при тепловом взаимодействии с флюидом, омывающим зга труб KVi. Теплоноситель выводится из U-Ьбразных трубок через отверстия 23 под патрубком 24 и iganee поднимается по трубе 7.

Под давлением нагнетаемого теплоносителя дополнительный пакер 14 с боковыми прорезями 27, расширяясь, перекрывает кольцевой зазор между колонной 5 и кожухом 9, гидроизолируя и разделяя потоки теплоносителя и пластовюго флюиДа в скважине.

Разрежение, создаваемое насосом 10 в зазоре 20 для всасывания пластового флюида, усиливает действие пакера 14. При отключении насоса и прекращении нагнетания тешюносителя стенки пакера 14 возвращаются в первоначальное положение. Таким образом, гидроизоляция указанных потоков осуществляется автоматически, «только во время работы устройства.

Когда нагнетаемый теплоноситель имеет температуру ниже температуры флюида в пласте, то устройством осуществляется.извлечение тепловой знёргии. Если его температура выше температуры пластового флюида, то осуществляется извлечениехолода или захоронение, например, низкопртенциального тепла охлаждаемых градирен АЭС, КЭС и других промышленных источников.

Однако электронасос необходимо включать порле нагнетания в теплообменник 11 холодно-, го теплоносителя и охлаждения находящегося в кожухе насоса. Охлаждение будет осуществляться конвекцией .пластового флюида в кожухе 9.

Использование предлагаемого устройства позволат упростить конструкцию, уменьшить его металлоемкость, сократить простои в работе за счет ускорения спуско-подъемных операций. Благодаря установке дополнительного пакера необходшиа только одна термоизолированная труба Для вьшода теплоносителя из теплообменника, для ввода-- теплоносителя в тейлообменник используется межтрубное пространство между обсадной колойной и теплоизолированной трубой.

Наличие теплоизолированной трубы позволяет в 1,5-2 раза ускорить спуске-подъемные операции, особенно в скважину, имеющую глубину более 1,5 км,

Компоновка теплообменника в едином кожухе с насосом позволяет использовать насос с электроприводом в случаях, когда температура в пласте выше

Формула изобретения

I. Устройство для использование) природного тепла горных пород, содержащее установленную в скважине обсадную колонну с перфорацией в зоне водоносного горизонта, и-образньш тйшообменник и насос с пакером, отличающееся тем, что, с целью; сокращения времени на спуско-подъемные операции и снижения

металлоемкости, по оси колонны устапбвлена тетшоизолированная труба, снабженная в нижней части дополнительным пакером в виде полого стакана, примыкающего боковой поверхностью к колонне, днище которого служит трубной рещеткой теплообме1гаика.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что теплообменник и насос заключены в укрепленный на трубной решетке кожух с перфорацией в верхней части,

3.Устройство по пп, 1, 2, о т л и ч а ю щ ее с я тем,что дополнительный пакер выполнен

с боковыми продольными прорезями и покрыт с внутренней стороны водонепроницаемым материалом.

4. Устройство по пп. 1,2,3, отличаю щ е е с я тем, что трубная рещетка в пентральной части выполнена в виде полого усеченного конуса, обращенного меньщим основанием к U-образному теплообменнику.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 322084, кл, F 24 J 3/02, 1973,

.f

30

9иг.Ъ

jbA.

2/

2/

27

игЛ

13

23

27

21