Об одном из способов добычи геотермальной энергии
В статье приводится короткий обзор о состоянии геотермальной энергетики во всем мире. На сегодняшний день тепло, получаемое с недр Земли в геотермальных станциях, используется во многих странах, в качестве электроэнергии или тепловой энергии. Огромный потенциал тепла Земли раскрывает перспективу развития данного вида энергии во многих отраслях. По этой причине возникает необходимость развития теоретических исследований в данной области. Одним из способов добычи геотермальной энергии, рассмотренных в данной статье, является способ нагрева жидкости в двухтрубной одноствольной скважине. Вода закачивается в межтрубное пространство между НКТ и обсадной колонной. Двигаясь вниз к забою, жидкость нагревается от стенки обсадной колонны за счет конвективной и кондуктивной теплопроводности, которая граничит с окружающими породами. Тепло к окружающим породам поступает с недр Земли. Поток тепла в среднем равен 50 мВт/м2, может различаться в зависимости от региона. Нагретая уже к забою вода поднимается обратно к поверхности через НКТ. Чтобы минимизировать потери тепла при подъеме, НКТ должна быть изготовлена из теплоизоляционного материала. В работе приведена математическая модель нагрева жидкости в скважине за счет кондуктивного переноса тепла от окружающих скважину пород. Рассматриваются различные глубины скважин, геотермические градиенты пород и скорость движения жидкости по трубе. На основании построенных графиков зависимости температуры жидкости на выходе от времени, скорости закачки, глубины скважины, температурного градиента сделан вывод о прогнозировании использования данного метода в конкретном регионе. Приведены графики распределения температурного поля вокруг скважины в различные моменты времени, по которым можно судить о динамике «остывания» грунта за счет кондуктивного переноса тепла к скважине. Сделаны соответствующие выводы о возможности использования данного метода съема геотермальной энергии в различных регионах.