Устройство для использования природного тепла горных пород

О П И С А Н И Е ( )663983ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Сцма пист йцескмя Республик/О Гееударатееиивй иеметет СССР ае делам изебретеиий и еткрытийнь 1925,05.79 а опубликования описан 7 Авторы зобретен Е. В. еров и ардзинов Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНТЕПЛА ГОРНЫХ ПОРО ИРОДНО при. Изобретение относится к устройствам дляиспользования энергии земных недр и можетбыть использовано для извлечения тепла нагретых горных пород или холода из холодных во.доносных горизонтов,Известны устройства для использованияродного тепла горных пород, содержащие уста.ловленную в скважине обсадную колонну с перфорацией в зоне водоносного горизонта, 0-образный теплообменник и насос с пакером 1 т,Недостатком таких устоойств является наничие внутри колонны трубподвода.отвода теплоносителя к теплообменпику, что повышает металлоемкость устройства, усложняет и увеличивает время слуско-подъемных операций.Цель изобретения - сокращение времени наспуско-подъемные операции и снижение металлоемкости.Укзэанная цель достигается тем, что по осиколонны установлена теплоизолированная труба,снабженная в нижней части дополнительным пакером в виде полого стакана, примыкающегобоковой поверхностью к колонне, днище кото-.рого служит трубной решеткой теплообменника 2При этом теплообменник и насос, могут быль заключены в укрепленный на трубной решетке кожух с перфорацией в верхней части, Дополнительный пзкер может быть выполнен с боковыми продольными прорезями и может быть покрыт с внутренней стороны водонепроницаемым материалом. Кроме тоготрубная решетка в центральной части может быть выполнена в ви. де полого усеченного конусаобращенного меньшим основзнием к 0-образному теплообменниНа фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, размещенное в скважине, общий внд; на фиг. 2 - принципиальная схема предлагаемого устройства и его компоновка; на фиг, 3 - до. полнительный пакер; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг, 3; на Фиг. 5 - дополнительный пакер с трубной решеткой теплообменника в виде по. лого усеченного конуса; на фиг. 6 - сечение Б - Б на фиг. 5.Скважина 1 пробурена глубже водоносного горизонта 2 в проницаемую зону 3,. образованную подземным взрывом 4, который .может бытьядерным. Скважина обсажена колонной 5663983 Под давлением нагнетаемого теплоносителя дополнительный пакер 14 с боковыми прореэя. ми 27, расширяясь, перекрывает кольцевой эа. зор между колонной 5 и кожухом 9, гидроиэолируя и разделяя потоки теплоносителя и пласто. цого флюида в скважине.Разрежение, создаваемое насосом 10 в зазоре 20 для всасывания пластового флюида, усилива ет действие пакера 14, При отключении насоса и прекращении нагнетания теплоносителя стен. ки пакера 14 возвращаются в первоначальное положение, Таким образом, гидроизоляция ука. эанных потоков осуществляется автоматически, чолько во время работы устройства. вой энергии. Если его температура выше темпе. низкопотенциального тепла охлаждаемых градирен АЗС, КЗС и других промышленных источ. ников.Однако электронасос необходимо включать порле нагнетания в теплообменник 11 холодно , го теплоносителя и охлаждения находящегося в кожухе насоса. Охлаждение будет осуществлять. ся конвекцией.пластового флюида в кожухе 9,Использование предлагаемого устройства поз. вопит упростить конструкцию, уменьшить его металлоемкость, сократить простои вработе за счет ускорения спуско-подъемных операций. Благодаря установке дополнительного пакера нес б. ходима только одна термоизолированная труба для вывода теплоносителя из теплообменника, для вводатеплоносителя в тейлообменник используется межтрубное пространство между об. садной колонной и теплоизолированной трубой.Наличие теплоизолированной трубы позволяет в 1,5-2 раза ускорить спуско-подъемные операции, особенно в скважину, имеющую глубину более 1,5 км.Компоновка теплообменника в едином кожу. хе с насосом позволяет использовать насос с электроприводом в случаях, когда температура в пласте выше 150. 1, Устройство для использования природноготепла горных пород, содержащее установленнуюв скважине обсадную колонну с перфорацией Ь перфорациями 6, На трубе 7 с теплоиэоля.цией 8 в. колонну спущен в кожухе 9 с насо.сом 10 теплообменник 11, выполненный в ви.де О образных трубок Насос закреплен в ко.жухе на распорках 12, 0 образные трубки за.креплены в трубной решетке 13, являющейсяодновременно крышкой кожуха и днищем до.полнительного пакера 14. В кожухе в верхней .его части под пакером имеется перфорация 15,а нижняя его часть оканчивается выпускной 1 Отрубой 16, соединенной с насосом .через натрубок 17. На трубе 16 установлен пакер 18 на.соса, ниже которого она имеет отверстия 19.Труба может быть использована как якорьпакера 18. Кольцевой зазор 20 между колон. 1,ной 5.и кожухом 9, ограниченный по высоте Когда нагнетаемый теплоноситель имеет тем.пакерами 14 и 18;является камерой пнастового пературу ниже температуры . флюида в пласте; тофлюида, Открытый: конец каждой из О.образ. устройством осуществляется извлечение тепло.ных трубок выведен через йерйферийные, отверстия 21 трубной решетки в Межтрубное проЗ 1. ратуры пластового флюида, то осуществляетсястранство 22, образованное обсадной колойной извлечениехолода или захоронение, например,и трубой, Другой конец этих трубок через отверстия 23 в центральной части нод патрубком24 заведен в трубу 7, оканчивающуюся соединительной муфтой 25, 25Кожух имеет центраторы 26. Дополнительныйпакер 14 представляет собой стакан с боковымипрорезями 27, которые внутри облицованы непро.,ницаемыми дЛя теплоносителя материалом 28,например резиной, металлическими тонкими 3 фпластинками. На внешней стороне стакана вкольцевых проточках 29 установлено кольцевоеуплотнение 30, например, в виде колец. Днищемстакана является трубная решетка 13, котораяпри большом числе О-образных трубок можетбыль выполнена с развитой поверхностью, например, в центральной части в виде полого усеченного конусаобращенного,меньшим основани-.ем к О-образным трубкам.Под действием насоса 10;пластовый флюид 40поступает из продуктивного горизонта 2 через,перфорации 6 в зазор 20, далее через перфора.цию 15 кожуха 9 в теплообменник 11, где омывает О.образные трубки и,выводится через отверстия 19 трубы 16 в колонну 5, иэ которой 45сбрасывается в проййцаемые горные породы, например, образованные подземным взрывом.Пластовый флюид, протекая на участке скважины от перфорации 15 до отверстий 19 изменяет свое теплосодержание. Одновременно на Фо р мул а и з о б р е те н и ягнетается теппоноситель в теплообменник помежтрубному пространству 22.Теплоноситель входит через отверстия 21в О-образные трубки, протеюя в которых изменяет свое теплосодержание при тепловом зза ччимодействии с флюидом, омывающим.эти труб в зоне водоносного горизонта, 0 образный тепло.кй. Теплоноситель выйодится из Ообразных обменник и насос с пакером, о т л и ч а ю .трубок через отверстия 23 цод патрубком 24 и щ е е с я тем, что, с целью сокращения време.;далее поднимается по трубе 7. ни на спуско-подъемные операции и снижения663983 1 металлоемкости, по осн колонны устанбвленатеплоизолированная труба, снабженная в нижнейчасти дополнительным пакером в виде пологостакана, примыкающего боковой поверхностьюк колонне, днище которого служит трубной рещеткой теплообменника.2, Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что теплообменник и насос заключеныв укрепленный на трубной решетке кожух сперфорацией в верхней части,163. 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, о т л и ч а ю . щ е е с я тем, что трубная решетка в централь. ной части выполнена в виде полого усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к О-образному теплообменнику.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мф 322084, кл. Е 24 1 3/02, 1973.28 Составитель В. Ко Техред Л. Алферо к ектор Е, П Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 доктор Т. Зубкоказ 2971/36 Тираж 849 НИИПИ Государственного комит по делам изобретений и о 3035, Москва, Ж - 35, Раушская