Система і спосіб відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини для вироблення електроенергії
Формула / Реферат
1. Система для вироблення електроенергії при використанні геотермального тепла з пробуреної свердловини, яка містить компонент, що використовує тепло, який має замкнуту циркуляційну систем відбору тепла, що включає в себе теплообмінний елемент, розташований всередині теплового гнізда в свердловині, і теплопровідний матеріал, введений в свердловину для передачі геотермального тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, при цьому теплопровідний матеріал призначений для підігріву породою, яка оточує теплове гніздо, до рівноважної температури, яка визначається площею поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, причому рівноважна температура являє собою температуру, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, здатна безперервно відшкодовувати геотермальне тепло, яке передається до теплопровідного матеріалу, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при проведенні тепла теплопровідним матеріалом від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, компонент, що виробляє електроенергію, який включає в себе теплову машину і здатний приймати геотермальне тепло від вмісту трубопровідної системи, яка з'єднує компонент, що використовує тепло, з компонентом, який виробляє електроенергію, і яка містить комплект труб з низхідним протіканням і комплект труб з висхідним протіканням, причому труби з висхідним протіканням призначені для транспортування вмісту трубопровідної системи, що підігрітий теплообмінним елементом, до поверхні свердловини і в компонент, що виробляє електроенергію, і ізоляційний матеріал, введений в свердловину і який по суті, оточує щонайменше труби з висхідним протіканням в щонайменше одному положенні між тепловим гніздом і поверхнею свердловини для підтримування температури вмісту трубопровідної системи по суті постійною при його перекачуванні до поверхні свердловини.
2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що рівноважна температура підвищена за рахунок збільшення площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо.
3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що щонайменше один додатковий стовбур свердловини пробурений в породі для збільшення площі поверхні породи.
4. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і являє собою щонайменше одну кульку.
5. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою щонайменше одну намистину.
6. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою сітчастий металевий матеріал.
7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що труби з низхідним протіканням є гнучкими.
8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що труби з висхідним протіканням є гнучкими.
9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з труб з низхідним протіканням і труб з висхідним протіканням включає в себе множину шарів з намотаних корозійностійких сталевих дротів.
10. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що труби з низхідним протіканням з'єднані з першою стороною теплообмінного елемента.
11. Система за п. 6, яка відрізняється тим, що труби з висхідним протіканням з'єднані з другою стороною теплообмінного елемента.
12. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент включає в себе множину капілярів.
13. Система за п. 12, яка відрізняється тим, що множина капілярів призначена для розподілу по них вмісту труб з низхідним протіканням після його входу в теплообмінний елемент.
14. Система за п. 13, яка відрізняється тим, що кожний капіляр з множини капілярів має діаметр, менший за діаметр труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів.
15. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда.
16. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду.
17. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ.
18. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал по суті здатний тужавіти всередині теплового гнізда після введення в ділянку між породою, яка оточує теплове гніздо, і трубопровідною системою.
19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто.
20. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал.
21. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку.
22. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал.
23. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу.
24. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом свердловина призначена для заповнення ізоляційним матеріалом.
25. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що містить трубу для введення теплопровідного матеріалу в теплове гніздо, яка призначена для введення через стовбур свердловини і вилучення з нього після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом.
26. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал здатний стабілізувати тиск на трубопровідній системі і теплообмінному елементі всередині теплового гнізда.
27. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що рівноважна температура являє собою діапазон температур, який визначається щонайменше частково площею поверхні породи всередині теплового гнізда.
28. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент має спіральну форму, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента.
29. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що площа поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, збільшена шляхом розриву породи, яка оточує теплове гніздо.
30. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою нагрівальний стрижень.
31. Система для відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини, що містить теплопровідний матеріал, який введений в ділянку в тепловому гнізді поблизу вибою пробуреної свердловини між теплообмінним елементом і породою, яка оточує теплове гніздо, для забезпечення замкнутого циркуляційного теплообміну для теплого вмісту трубопровідної системи, що втікає в теплообмінний елемент і витікає з нього при рівноважній температурі, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, здатна безперервно відшкодовувати геотермальне тепло, яке передається до теплопровідного матеріалу, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при проведенні тепла теплопровідним матеріалом від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, причому теплопровідний матеріал здатний тужавіти для по суті заповнення ділянки всередині теплового гнізда і для передачі тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, трубопровідна система призначена для транспортування її вмісту з поверхні свердловини в теплове гніздо і переміщення підігрітого вмісту до поверхні свердловини з теплового гнізда.
32. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що рівноважна температура підвищена за рахунок збільшення площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо.
33. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що щонайменше один додатковий стовбур свердловини пробурений в породі для збільшення площі поверхні породи.
34. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою щонайменше одну кульку.
35. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою щонайменше одну намистину.
36. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою сітчастий металевий матеріал.
37. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що трубопровідна система включає в себе комплект гнучких труб з низхідним пропусканням для переміщення вмісту трубопровідної системи в теплообмінний елемент, і комплект гнучких труб з висхідним пропусканням для переміщення вмісту трубопровідної системи з теплообмінного елемента.
38. Система за п. 37, яка відрізняється тим, що кожна з труб з низхідним протіканням і труб з висхідним протіканням включає в себе множину шарів з намотаних корозійностійких сталевих дротів.
39. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент включає в себе множину капілярів.
40. Система за п. 39, яка відрізняється тим, що множина капілярів призначена для розподілу по них вмісту труб з низхідним протіканням після його входу в теплообмінний елемент.
41. Система за п. 40, яка відрізняється тим, що кожен капіляр з множини капілярів має діаметр менший діаметра труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів.
42. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда.
43. Система за п. 42, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду.
44. Система за п. 42, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ.
45. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто.
46. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал.
47. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку.
48. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал.
49. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу.
50. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал здатний стабілізувати тиск на трубопровідній системі і теплообмінному елементі всередині теплового гнізда.
51. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що рівноважна температура являє собою діапазон температур, який визначається щонайменше частково площею поверхні породи всередині теплового гнізда.
52. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент має спіральну форму, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента.
53. Система за п. 32, яка відрізняється тим, що площа поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, збільшена шляхом розриву породи, яка оточує теплове гніздо.
54. Система за п. 33 яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою нагрівальний стрижень.
55. Спосіб вироблення електроенергії при використанні геотермального тепла з пробуреної свердловини, при якому здійснюють відбір геотермального тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, що розташоване на місці всередині свердловини, шляхом введення теплопровідного матеріалу в теплове гніздо для оточення теплообмінного елемента з утворенням замкнутої циркуляційної системи відбору тепла, при цьому теплопровідний матеріал передає геотермальне тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента для підігріву вмісту трубопровідної системи, і вміст підігрівають всередині теплового гнізда при рівноважній температурі, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається теплопровідним матеріалом, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при передачі теплопровідним матеріалом тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, ізолюють трубопровідну систему в щонайменше одному місці між тепловим гніздом і поверхнею свердловини для підтримування температури вмісту трубопровідної системи по суті постійною при його перекачуванні на поверхню свердловини і закачують підігрітий вміст трубопровідної системи в компонент, що виробляє електроенергію, після досягнення ним поверхні свердловини.
56. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що додатково збільшують площу поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, для підвищення рівноважної температури.
57. Спосіб за п. 56, який відрізняється тим, що бурять щонайменше один стовбур свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо.
58. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну кульку.
59. Спосіб за п. 58, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну намистину.
60. Спосіб за п. 58, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою сітчастий металевий матеріал.
61. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що додатково вміст трубопровідної системи закачують в теплообмінний елемент з комплекту гнучких труб з низхідним протіканням і викачують з теплообмінного елемента в комплект гнучких труб з висхідним протіканням.
62. Спосіб за п. 61, який відрізняється тим, що кожна з труб з низхідним протіканням і труб з висхідним протіканням включає в себе множину шарів з намотаних корозійностійких сталевих дротів.
63. Спосіб за п. 61, який відрізняється тим, що додатково розподіляють вміст трубопровідної системи по множині капілярів, з'єднаних з трубопровідною системою всередині теплового гнізда.
64. Спосіб за п. 63, який відрізняється тим, що кожен капіляр з множини капілярів має діаметр менший діаметра труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів.
65. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда.
66. Спосіб за п. 65, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду.
67. Спосіб за п. 65, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ.
68. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що додатково вводять теплопровідний матеріал в теплове гніздо, який відрізняється тим, що він по суті тужавіє після введення в область між породою, яка оточує теплове гніздо, і трубопровідною системою.
69. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто.
70. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал.
71. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку.
72. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал.
73. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу.
74. Спосіб за п. 68, який відрізняється тим, що при введенні теплопровідного матеріалу в теплове гніздо вводять трубу по стовбуру свердловини і витягують трубу після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом.
75. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що при відборі геотермального тепла додатково змінюють форму теплообмінного елемента до спіральної, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента.
76. Спосіб за п. 56, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, для підвищення рівноважної температури додатково здійснюють розрив площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо.
77. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що при бурінні щонайменше одного стовбура свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо, додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою нагрівальний стрижень.
78. Спосіб відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини, при якому визначають тип породи на глибині свердловини, площу поверхні породи на глибині свердловини і коефіцієнт питомої теплопровідності породи на глибині свердловини, збільшують площу поверхні породи на заданому місці в свердловині між тепловою точкою свердловини і вибоєм свердловини, утворюють теплове гніздо всередині свердловини, що починається на вибої свердловини і закінчується в тепловій точці свердловини, вводять теплопровідний матеріал між породою, яка оточує теплове гніздо, і теплообмінним елементом всередині теплового гнізда для створення замкнутої циркуляційної системи відбору тепла для передачі тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента для підігріву вмісту трубопровідної системи, що втікає в теплообмінний елемент і витікає з нього, при рівноважній температурі, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і яка виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається теплопровідним матеріалом, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при проведенні теплопровідним матеріалом тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, і ізолюють трубопровідну систему між тепловим гніздом і поверхнею свердловини.
79. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, підвищують рівноважну температуру.
80. Спосіб за п. 79, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи додатково бурять щонайменше один стовбур свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо.
81. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну кульку.
82. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну намистину.
83. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою сітчастий металевий матеріал.
84. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи додатково закачують в теплообмінний елемент з комплекту гнучких труб з низхідним протіканням і викачують з теплообмінного елемента в комплект гнучких труб з висхідним протіканням.
85. Спосіб за п. 84, який відрізняється тим, що додатково розподіляють вміст трубопровідної системи по множині капілярів, з'єднаних з трубопровідною системою всередині теплового гнізда.
86. Спосіб за п. 85, який відрізняється тим, що кожен капіляр з множини капілярів має діаметр менший діаметра труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів.
87. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда.
88. Спосіб за п. 87, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду.
89. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ.
90. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто.
91. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал.
92. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку.
93. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал.
94. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу.
95. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що при введенні теплопровідного матеріалу в свердловину додатково вводять трубу по стовбуру свердловини і витягують трубу після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом.
96. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що при ізоляції трубопровідної системи додатково ізолюють трубопровідну систему в щонайменше одному місці між тепловим гніздом і поверхнею свердловини.
97. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що рівноважна температура являє собою діапазон температур.
98. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що при відборі геотермального тепла додатково змінюють форму теплообмінного елемента до спіральної, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента.
99. Спосіб за п. 79, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, для підвищення рівноважної температури додатково здійснюють розрив площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо.
100. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що при бурінні щонайменше одного стовбура свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо, додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою нагрівальний стрижень.
Текст
Реферат: Група винаходів належить до використання геотермального тепла. Замкнена циркуляційна система відбору тепла містить теплообмінник, розташований у термальній зоні. Теплопередачу збільшено завдяки введенню теплопровідного матеріалу між теплообмінником і породою. Теплоносій передає тепло на поверхню по трубах з теплоізоляцією і при цьому не контактує з породою. Теплова енергія використовується для вироблення електроенергії нешкідливим для довкілля способом. Винаходи сприяють зменшенню кількості теплоносія для передачі тепла від породи на денну поверхню і збереженню довкілля. UA 101375 C2 (12) UA 101375 C2 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Загалом, даний винахід належить до галузі перетворення геотермальної енергії в електроенергію. Більш конкретно, даний винахід стосується відбору геотермального тепла з глибокого місця всередині пробуреної свердловини і його доставки на земну поверхню для вироблення електроенергії нешкідливим для навколишнього середовища способом. Свердловини, пробурені для розвідки на нафту і газ, які виснажилися або з яких ніколи не видобували нафту або газ, звичайно залишаються ліквідованими і/або невживаними і зрештою можуть бути заповнені. Такі свердловини споруджувалися з великими витратами, і коли відсутня необхідність у використанні їх за первинним призначенням, свердловини створюють проблему для навколишнього середовища. Крім того, свердловини можна бурити спеціально для отримання тепла. Хоч відомі геотермальні теплові/електричні способи і системи, призначені для використання геотермального тепла/енергії з глибокого місця в свердловині для отримання підігрітого текучого середовища (рідини або газу) і вироблення електроенергії на основі її, ці способи мають істотні екологічні недоліки і звичайно неефективні в газових і нафтових свердловинах внаслідок великої глибини таких свердловин. Більш конкретно, геотермальні системи з тепловим насосом і вдосконалені геотермальні системи є добре відомими системами, призначеними для витягання енергії з Землі. У геотермальних системах з тепловим насосом геотермальне тепло використовують для підігрівання текучого середовища, такого як вода, яку потім використовують для нагрівання або охолоджування. Текуче середовище, звичайно воду, фактично підігрівають до температури, при якій вона перетворюється в пару в процесі, який називається перетворенням з утворенням випару, який далі використовують для вироблення електроенергії. У цих системах використовують існуючі або штучні водні резервуари для перенесення тепла з глибоких свердловин до поверхні. Вода, що використовується в цих системах, є дуже шкідливою для навколишнього середовища, оскільки вона багата мінералами, є їдкою і може забруднювати водоносні горизонти. Для реалізації таких глибоких свердловин необхідне існування резервуара соляного розчину або створення резервуара шляхом введення дуже великих кількостей води в нагнітальну свердловину, при цьому по суті потрібне використання щонайменше двох свердловин. В обох способах необхідна доставка забрудненої, неочищеної води на поверхню. У випадку вдосконалених геотермальних систем вода, що вводиться в свердловину, проникає в грунт, коли вона переміщається в межах породи або іншого матеріалу нижче земної поверхні, стаючи забрудненою, їдкою і небезпечною. Системі на водній основі, призначеній для відбору тепла з свердловини, властиві істотні і специфічні проблеми. Наприклад, часто в свердловину вводять дуже великі кількості води. Ця вода протікає по внутрішній частині свердловини, стаючи підігрітою, і потім витягується з свердловини для вироблення електроенергії. Ця вода забруднюється мінералами і іншими шкідливими речовинами, часто дуже їдкими, і створює проблеми, такі як сейсмічна нестійкість і збурення природних гідротермальних виявів. Крім того, існує висока імовірність забруднення навколишніх водоносних горизонтів. Ця забруднена вода приводить до додаткових проблем, таких як осадження мінералів і труби з сильним накипом. Геотермальна енергія є всюди під земною поверхнею. У загальному випадку температура Землі підвищується із збільшенням глибини, від 400-1800 °F (204,4-982,2 °C) в основі земної кори до оцінної температури 6300-8100 °F (3482,2-4482,2 °C) в центрі Землі. Однак, щоб використати її як джерело енергії, вона повинна бути доступною в пробуреній свердловині. Це підвищує витрати на буріння, пов'язані з геотермальними системами, і витрати зростають із збільшенням глибини. У звичайних геотермальних системах, наприклад, таких як вдосконалена геотермальна система, воду або текуче середовище (рідину або газ) закачують в свердловину, використовуючи насос і трубопровідну систему. Далі вода розповсюджується по гарячій породі до експлуатаційної свердловини, а гарячу забруднену воду переміщують на поверхню для вироблення електроенергії. Як вказано вище, текуче середовище (воду) можна насправді підігрівати до температури, при якій вона перетворюється на газ/пару. Після цього підігріте текуче середовище або газ/пару переміщують до поверхні і випускають з свердловини. Коли вона досягає поверхні, підігріту воду і/або газ/пару використовують для постачання енергією теплової машини (електричної турбіни і генератора), яка перетворює теплову енергію з підігрітої води або газу/пари в електроенергію. З декількох причин звичайна геотермальна система цього типу є вельми неефективною в дуже глибоких свердловинах. По-перше, для виробництва підігрітого текучого середовища, необхідного для ефективної роботи декількох теплових машин (електричних турбін і 1 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 генераторів), текуче середовище потрібно підігрівати до температури порядку від 190 °F до 1000 °F (від 87,7 °C до 537,7 °C). Тому текуче середовище повинне отримувати тепло від навколишньої гарячої породи. Коли воно відбирає тепло, воно також захоплює мінерали, сіль і кислоту, що роблять його дуже їдким. Для досягнення таких бажаних температур в районах, в яких геотермальне джерело тепла на невеликій глибині відсутнє (тобто для підігрівання текучого середовища до цієї бажаної температури), свердловина, що використовується, повинна бути дуже глибокою. Для відомих систем цього типу геологічні розрізи, які можна використати, дуже обмежені, оскільки необхідні великі кількості води. Чим глибше свердловина, тим складніше реалізація системи на водній основі. Крім того, в міру того як свердловина стає глибше, необхідно додатково переміщувати газ або рідину для досягнення поверхні, що робить можливим додаткове розсіяння тепла. Отже, використання звичайних геотермальних систем вироблення електроенергії може бути дуже неефективним, оскільки великі відстані між забоєм свердловини і поверхнею швидше приводять до втрат тепла. Ці втрати тепла впливають на ефективність і економічні показники систем вироблення електроенергії цих типів. У таких глибоких свердловинах потрібно ще більше води, що ускладнює геотермальні системи, що виробляють електроенергію, у випадку таких глибоких свердловин. Крім того, відомі геотермальні системи включають в себе насос, трубопровідну систему, заглиблену в породу, наземний пристрій теплопередачі і воду в дуже великій кількості, яка циркулює через грунт для відбору тепла від підземної гарячої породи. Породу використовують як джерело тепла для підігрівання циркулюючої води. Важливим чинником при визначенні технічної застосовності такої відомої геотермальної системи є глибина стовбура свердловини, яка впливає на вартість буріння, вартість трубопроводу і потужність насоса. Якщо стовбур свердловини повинен бути пробурений до дуже великої глибини, геотермальна система на водній основі може не бути практичним альтернативним джерелом енергії. Крім того, ці системи на водній основі часто перестають діяти внаслідок відсутності проникності гарячої породи всередині Землі, коли вода, що вводиться в свердловину, ніколи не досягає експлуатаційної свердловини, з якої воду витягують. Загалом, даним винаходом створені система і спосіб економічно ефективної передачі геотермального тепла з свердловини до земної поверхні і подальшого використання для вироблення електроенергії в замкненій твердотільній системі. Ці система і спосіб, відомі як GTherm™, відповідають вимогам в частині безпеки навколишнього середовища, оскільки відсутній потік текучого середовища з Землі. Вони повністю основані на тепловому потоку з породи, що знаходиться глибоко в свердловині, що проходить через тверді матеріали, до теплого вмісту труб, що прокачується в замкненому контурі із земної поверхні і до неї. У даному винаході розкрита система для вироблення електроенергії при використанні геотермального тепла з пробуреної свердловини, що містить використовуючий тепло компонент, що має замкнену твердотільну систему відбору тепла. Замкнена твердотільна система відбору тепла включає в себе теплообмінний елемент, розташований всередині теплового гнізда в свердловині, і теплопровідний матеріал, введений в свердловину для передачігеотермального тепла від породи, що оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента. Порода, що оточує теплове гніздо, підігріває теплопровідний матеріал до рівноважної температури, яка визначається площею поверхні породи, що оточує теплове гніздо, при цьому рівноважна температура являє собою температуру, при якій порода, що оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, яке передається до теплопровідного матеріалу, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється, коли теплопровідний матеріал проводить тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента. Система також включає в себе виробляючий електроенергію компонент, який включає в себе теплову машину і приймає геотермальне тепло від вмісту трубопровідного компонента, що з'єднує використовуючий тепло компонент з виробляючим електроенергію компонентом, причому трубопровідний компонент включає в себе комплект труб з низхідним протіканням і комплект труб з висхідним протіканням, і труби з висхідним протіканням транспортують вміст трубопровідного компонента, підігрітий теплообмінним елементом, до поверхні свердловини і у виробляючий електроенергію компонент. Крім того, система включає в себе ізоляційний матеріал, введений в свердловину і по суті оточуючий щонайменше труби з висхідним протіканням на щонайменше одному місці між тепловим гніздом і поверхнею свердловини, для підтримки температури вмісту трубопровідної системи по суті постійною, коли вміст трубопровідної системи прокачується до поверхні свердловини. Замкнена твердотільна система відбору тепла відбирає геотермальне тепло з свердловини без впливу потоку рідини на породу, що оточує теплове гніздо. 2 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Згідно з іншим здійсненням даного винаходу створена система для відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини. Система для відбору тепла містить теплопровідний матеріал, введений в ділянку всередині теплового гнізда поблизу забою пробуреної свердловини між теплообмінним елементом і породою, яка оточує теплове гніздо, щоб утворити замкнений твердотілий теплообмін для теплого вмісту трубопровідної системи, що втікає в теплообмінний елемент і витікає з нього при рівноважній температурі, при якій порода, що оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається до теплопровідного матеріалу, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється, коли теплопровідний матеріал проводить тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента. Теплопровідний матеріал тужавіє з по суті заповненням ділянки всередині теплового гнізда для передачі тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, при цьому трубопровідна система доставляє вміст трубопровідної системи з поверхні свердловини в теплове гніздо і переносить підігрітий вміст до поверхні свердловини з теплового гнізда. Замкнена твердотільна система відбору тепла відбирає геотермальне тепло з свердловини без впливу потоку рідини на породу, що оточує теплове гніздо. Згідно з ще одним здійсненням в даному винаході створений спосіб вироблення електроенергії при використанні геотермального тепла з пробуреної свердловини. Спосіб містить відбір геотермального тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, розташоване на певному місці всередині свердловини, шляхом введення теплопровідного матеріалу в теплове гніздо, щоб оточити теплообмінний елемент з утворенням замкненої твердотільної системи відбору тепла, при цьому теплопровідний матеріал передає геотермальне тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента для підігрівання вмісту трубопровідної системи, причому вміст підігрівається всередині теплового гнізда при рівноважній температурі, при якій порода, що оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається теплопровідним матеріалом, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється, коли теплопровідний матеріал передає тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента. Крім того, спосіб містить ізоляцію трубопровідної системи в щонайменше одному місці між тепловим гніздом і поверхнею свердловини для підтримки температури вмісту трубопровідної системи посуті постійною, коли вміст трубопровідної системи прокачують на поверхню свердловини. Спосіб також містить закачування підігрітого вмісту трубопровідної системи у виробляючий електроенергію компонент після досягнення підігрітим вмістом трубопровідної системи поверхні свердловини. Замкнена твердотільна система відбору тепла відбирає геотермальне тепло з свердловини без впливу потоку рідини на породу, що оточує теплове гніздо. Згідно з ще одним здійсненням даного винаходу створений спосіб відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини. Спосіб містить визначення типу породи на глибині свердловини, площі поверхні породи на глибині свердловини і коефіцієнта питомої теплопровідності породи на глибині свердловини, збільшення площі поверхні породи на заданому місці в свердловині між тепловою точкою свердловини і забоєм свердловини і утворення теплового гнізда всередині свердловини, що починається на забої свердловини і закінчується в тепловій точці свердловини. Крім того, спосіб включає в себе введення теплопровідного матеріалу між породою, яка оточує теплове гніздо, і теплообмінним елементом всередині теплового гнізда, щоб утворити замкнену твердотільну системи відбору тепла для передачі тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента для підігрівання вмісту трубопровідної системи, що втікає в теплообмінний елемент і витікає з нього при рівноважній температурі, при якій порода, що оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається теплопровідним матеріалом, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється, коли теплопровідний матеріал проводить тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента. Спосіб також містить ізоляцію трубопровідної системи між тепловим гніздом і поверхнею свердловини. Замкнена твердотільна система відбору тепла відбирає геотермальне тепло з свердловини без впливу потоку рідини на породу, що оточує теплове гніздо. Інші здійснення, ознаки і переваги даного винаходу стануть більш очевидними з нижченаведеного опису здійснень в сукупності з декількома супроводжуючими кресленнями, які тільки для прикладу ілюструють принципи винаходу. 3 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На кресленнях показане наступне: фіг. 1 зображає структурну схему системи згідно з одним здійсненням даного винаходу, що показує замкнену систему, яка має труби, використовуючий тепло компонент і виробляючий електроенергію компонент; фіг. 2 - вигляд великим планом теплообмінного елемента згідно із здійсненням даного винаходу; фіг. 3 - поперечний переріз труб в стовбурі свердловини згідно з одним здійсненням даного винаходу; фіг. 4 - блок-схема послідовності операцій способу вироблення електроенергії згідно з одним здійсненням даного винаходу; фіг. 5 - розріз свердловини і теплового гнізда згідно з одним здійсненням даного винаходу; і фіг. 6 - поперечний переріз теплообмінного елемента згідно з одним здійсненням даного винаходу. У нижченаведеному описі даного винаходу наведені посилання на супроводжуючі креслення, які утворюють частину його і на яких тільки для ілюстрації показані приклади здійснень, що пояснюють принципи даного винаходу і те, як вони можуть бути застосовані на практиці. Повинно бути зрозуміло, що при застосуванні на практиці даного винаходу можуть використовуватися інші здійснення, а структурні і функціональні зміни до нього можуть бути виконані без відступу від об'єму даного винаходу. Згідно з даним винаходом геотермальне тепло економічним способом і ефективно передається з глибокого місця всередині свердловини на земну поверхню, і далі це геотермальне тепло використовується для вироблення електроенергії в замкненій твердотільній системі. У цій замкненій твердотільній системі електроенергія виробляється за допомогою теплового потоку, а не водного потоку, внаслідок чого немає необхідності у великих кількостях води, що окремо інжектується в свердловину. На фіг. 1 показана система згідно з даним винаходом, яка включає в себе використовуючий тепло компонент 10 і виробляючий електроенергію компонент 20. Використовуючий тепло компонент 10 включає в себе теплообмінний елемент 40 і теплопровідний матеріал 100, який передає геотермальне тепло від гарячої породи поблизу забою 90 свердловини 110 до теплообмінного елемента 40. Система також включає в себе трубопровідну систему 50, що складається з однієї або декількох труб 60 з низхідним протіканням і однієї або декількох труб 80 з висхідним протіканням. Вміст трубопровідної системи 50, що прокачується з поверхні і на поверхню механізмом 30 перекачки, включає в себе теплопровідну рідину або газ, який протікає через замкнену систему і переносить тепло до поверхні свердловини 110. Виробляючий електроенергію компонент 20 включає в себе теплову машину 120, яка перетворює тепло в електричну енергію. Теплова машина 120 може включати в себе електричну турбіну і генератор. Трубопровідна система 50 зв'язує один з одним використовуючий тепло компонент 10 і виробляючий електроенергію компонент 20. Труби 60 з низхідним протіканням і труби 80 з висхідним протіканням трубопровідної системи 50 можуть бути ізольовані ізоляційним матеріалом 70. Діаметр труб 60 з низхідним протіканням і труб 80 з висхідним протіканням, що використовуються в трубопровідній системі 50, може варіюватися і повинен визначатися відповідно до конкретних заданих вимог до потоку. Щоб спростити встановлення обладнання, в іншому здійсненні труби 60 з низхідним протіканням і труби 80 з висхідним протіканням об'єднані в максимально можливій мірі в один елемент. У ще одному здійсненні одна або декілька труб 60 з низхідним протіканням і одна або декілька труб 80 з висхідним протіканням виготовлені з гнучкого матеріалу і можуть змотуватися з барабана в свердловину. Трубопровідна система 50 є гнучкою і містить декілька різних шарів з намотаних, стійких до корозії стальних проводів і герметизуючих термопластичних полімерів, таких як поліетилен, поліамід 11 і/або хлорований полівінілхлорид. Кількість шарів, що використовуються в будь-якій конкретній трубі в трубопровідній системі 50, повинна визначатися в залежності від глибини свердловини і вимог, що пред'являється до тиску/температури. Використовуючи механізм 30 перекачки і трубопровідну систему 50, вміст трубопровідної системи 50, який може бути теплопровідним текучим середовищем, що складається з рідини або газу, перекачують вниз по одній або декільком трубам 60 з низхідним протіканням і в свердловину 110. Вміст перекачують вниз по одній або декільком трубам 60 до рівня свердловини 110, на якому є значне геотермальне тепло, яке є достатнім для підігрівання вмісту. Ця найменша глибина, на якій виявляється перше відповідаюче вимогам тепло, надалі буде називатися тепловою точкою 130, хоча зрозуміло, що геотермальне тепло є на багатьох 4 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рівнях, і це геотермальне тепло стає більш значним по мірі збільшення глибини свердловини 110. Ця зона між тепловою точкою 130 і забоєм 90 свердловини 110 називається тепловим гніздом 140. Теплообмінний елемент 40 розташований в тепловому гнізді 140 на місці між тепловою точкою 130 свердловини і забоєм 90 свердловини 110. Труби 60 сполучені з цим теплообмінним елементом 40 на першій стороні 150, що дозволяє вмісту пройти через теплообмінний елемент 40 на першій стороні 150 теплообмінного елемента 40. Теплообмінний елемент 40 витягує геотермальне тепло з Землі при використанні теплопровідного матеріалу 100, який стикається з гарячою породою, яка оточує теплове гніздо 140, і це геотермальне тепло використовується для підігрівання вмісту, коли він проходить через теплообмінний елемент 40. На відміну від звичайних систем, в яких підігріте текуче середовище просто витягують з свердловини на верхню поверхню і далі використовують нагрівальний елемент для додаткового підігрівання текучого середовища на рівні поверхні, в системі згідно з даним винаходом використаний теплообмінний елемент 40, фактично розташований на глибокому місці в самій свердловині 110. Теплообмінний елемент 40 і теплопровідний матеріал 100 утворюють замкнену твердотільну систему відбору, в якій передається тепло, а не вода. Ця замкнена твердотільна система відбору не надає негативного впливу на навколишнє середовище і для неї потрібна наявність тільки гарячої породи. Теплове гніздо 140 споруджують на бажаній глибині після збільшення площі поверхні навколишньої породи, щоб гарантувати максимальні температуру і потік геотермального тепла, що виділяється породою. Різні способи, розглянуті в даній заявці, можуть використовуватися для збільшення площі поверхні породи. Збільшенням площі поверхні породи гарантується стійка постійна рівноважна температура і максимальний потік геотермального тепла з навколишньої породи і в теплопровідний матеріал 100, який інжектують після спорудження теплового гнізда 140. Тому задача даного винаходу полягає в максимально можливому збільшенніплощі поверхні породи, що оточує вбудоване теплове гніздо 140, оскільки при цьому зростає тепловий потік від породи до теплопровідного матеріалу 100, до теплообмінного елемента 40, до вмісту трубопровідної системи 50. Один спосіб збільшення площі поверхні породи полягає в розриві породи, яка оточує теплове гніздо, для створення тріщин і розривів, які збільшують площу поверхні. У даному винаході передбачається можливість використання численних способів розриву породи, включаючи гідравлічний розрив, буріння стовбурів свердловини в багатьох напрямах, описане в даній заявці, і в загальному випадку будь-який сучасний або перспективний спосіб руйнування або розриву породи на великій глибині нижче земної поверхні. Рівноважна температура являє собою температуру або діапазон температур в одному здійсненні системи і способу даного винаходу, при якій підведення геотермального тепла до вмісту трубопровідної системи 50 дорівнює швидкості, з якою гаряча порода, що підводить геотермальне тепло, відшкодовує або знову утворює тепло, яке вона віддає. Якщо геотермальне тепло передавати при температурі вище рівноважної, геотермальне тепло в гарячій породі буде виснажуватися або розсіюватися, і швидкість відбору і температура при відборі тепла будуть знижуватися. Якщо геотермальне тепло передавати при температурі, що дорівнює рівноважній температурі або нижче за неї, швидкість відбору тепла буде постійною і стійкою, внаслідок чого виходить система відбору тепла, що знаходиться в сталому стані. У загальному випадку теплообмінні елементи являють собою пристрої, утворені для ефективної теплопередачі, які звичайно передають тепло від одного текучого середовища до іншого. Тому такі теплообмінні елементи характеризуються потоком текучого середовища, і це текуче середовище протікає через дві сторони теплообмінного елемента, при цьому одне текуче середовище підігріває інше. Вони широко використовуються в багатьох технічних процесах. Деякі приклади включають в себе проміжні охолоджувачі, попередні підігрівачі, бойлери і конденсатори в силових установках. На фіг. 2 представлена схема теплообмінного елемента 40, що використовується в даному винаході. Теплообмінний елемент 40 даного винаходу підігріває текуче середовище в замкненій системі відбору тепла, що знаходиться в сталому стані згідно з даним винаходом за допомогою теплового потоку, а не потоку текучого середовища. Застосовуючи перший закон термодинаміки до теплообмінного елемента, працюючого в сталому режимі, отримуємо наступне: =0, де - масова витрата i-того текучого середовища; - зміна питомої ентальпії i-того текучого середовища. 5 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 2 теплообмінний елемент 40 показаний у вигляді теплообмінника з перехресним струмом, в якому теплові потоки перпендикулярні до текучого середовища, яке необхідно підігрівати, так що тепловий потік 240 проходить понад/навколо теплообмінника в перпендикулярному напрямі, тим самим підігріваючи текуче середовище 230, яке протікає наскрізь в напрямі, перпендикулярному до теплового потоку 240. В одному здійсненні теплообмінний елемент 40 даного винаходу являє собою високотемпературний теплообмінник, що складається з теплообмінника з перехресним струмом рекуперативного типу, в якому текучим середовищам передається тепло на кожній стороні розділової стінки. Як варіант теплообмінний елемент 40 може складатися з високотемпературного теплообмінника, в якому використовується регенеративна і/або випарна конструкція. Незалежно від конфігурації теплообмінного елемента, що використовується в даному винаході, передбачається, що текуче середовище, що проходить через теплообмінний елемент 40, підігрівається тепловим потоком, що утворюється при відборі геотермального тепла від породи, яка оточує теплове гніздо 140, а не потоком більш ніж одного текучого середовища. В іншому здійсненні теплообмінний елемент 40 включає в себе множину невеликих капілярів 170. Вміст входить в теплообмінний елемент 40 з однієї або декількох труб 60 з низхідним протіканням, де після цього він розподіляється, протікаючи по кожному з множини невеликих капілярів 170. Капіляри 170 можуть бути більш тонкими, ніж одна або декілька труб 60. Наприклад, множина капілярів 170 може мати менший діаметр, ніж одна або декілька труб 60, що дозволяє швидше підігрівати вміст, коли він проходить по капілярах 170, і внаслідок цього підвищується загальний коефіцієнт корисної дії теплообмінного елемента 40. У ще одному здійсненні об'єднаний потік з капілярів 170 теплообмінного елемента 40 повинен відповідати рівному або більшому потоку, ніж потік в одній або декількох трубах 60 з низхідним протіканням і одній або декількох трубах 80 з висхідним протіканням. У ще одному здійсненні теплообмінний елемент 40 може складатися з плакованої титаном трубної дошки, яка може бути утворена з високотемпературного никельвмісного сплаву або феритної стали. Таким чином, теплообмінний елемент 40 здатний ефективно працювати в умовах високих температур/тиску. Крім того, товщину титана можна міняти відповідно до конкретних режимів температури і/або тиску, при яких працює теплообмінний елемент 40. Відомі теплообмінні елементи 40 інших типів, які можна використати в даному винаході. Приклади включають в себе, але без обмеження ними, теплообмінники з паралельним струмом і/або протиточні теплообмінники. У варіантах здійснень можуть використовуватися теплообмінники будь-якого з цих типів. Основні чинники, що враховуються при проектуванні теплообмінного елемента 40, повинні гарантувати ефективну роботу його в умовах високих температур/тиску. Крім того, будь-якому такому теплообмінному елементу 40, що використовується в даному винаході, необхідно надавати розміри, узгоджені зі стовбуром 190 свердловини 110. Крім того, внутрішні компоненти теплообмінного елемента 40 можуть включати в себе різні форми, призначені для максимізації кількості тепла, що передається в трубопровідну систему 50 всередині теплообмінного елемента 40, щоб якомога сильніше підігрівати вміст. Як показано на фіг. 1 одна або декілька труб 80 з висхідним протіканням трубопровідної системи сполучені з теплообмінним елементом 40 на другій, протилежній стороні 160 теплообмінного елемента 40. Підігрітий вміст витягується з теплообмінного елемента 40 в одну або декілька труб 80 і підігрітий вміст доставляється від теплової точки 130 в свердловині 110 до гирла 180 свердловини або на поверхню. Стовбур 190 свердловини від теплової точки 130 до гирла 180 свердловини 110 повністю ізолюють, щоб запобігати тепловим втратам. Теплообмінний елемент 40 і трубопровідна система 50 утворюють замкнену систему, яка відділяє вміст від навколишнього середовища, при цьому створюється повністю нешкідлива для навколишнього середовища система. В одному здійсненні текуче середовище, яке необхідно підігрівати (або вміст трубопровідної системи 50 в даній заявці), повинно бути оптимізованим відносно перенесення тепла. Прикладом такого текучого середовища є антифриз, що використовується в автомобілях. Як текуче середовище також можна використати газ або воду. Крім того, текуче середовище не повинно мати ніяких властивостей, що викликають корозію, а матеріал, що використовується для спорудження трубопровідної системи 50, повинен бути стійким до впливу текучого середовища. Крім того, текуче середовище знаходиться під тиском в трубопровідній системі 50, так що система повинна бути здатна протистояти тиску, зумовленому глибиною свердловини 110 і що створюється механізмом 30 перекачки, коли текуче середовище прокачується через систему. Використовуване текуче середовище є інертним для навколишнього середовища і не 6 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 буде заподіювати збитку при випуску в довкілля у випадку виходу з ладу трубопровідної системи 50. Як показано на фіг. 1, після повного встановлення трубопровідної системи 50 і теплообмінного елемента 40 в свердловині 110 теплове гніздо 140 повністю заповнюють теплопровідним матеріалом 100. Після заповнення теплового гнізда 140 теплопровідним матеріалом 100 іншу частину стовбура свердловини 110 заповнюють ізоляційним матеріалом 70. Теплопровідний матеріал 110 повинен мати теплопровідні властивості і допускати зчеплення і тужавіння всередині теплового гнізда 140. Теплопровідний матеріал 100 призначений для утримання і ефективної передачі тепла, підтримки по суті постійної температури протягом всього теплового гнізда 140. Теплопровідний матеріал 100 зв'язує гарячу породу, що оточує теплове гніздо 140, з теплообмінним елементом 40, при цьому утворюється використовуючий тепло компонент 10. Теплопровідний матеріал 100, що використовується в даному винаході, може мати різні форми. Звичайно можна використати будь-яку речовину або матеріал, який проводить тепло при заданих температурах всередині свердловини 110. Приклади таких речовин або матеріалів включають в себе, але без обмеження ними, рідке цементне тісто, поліпшене рідке цементне тісто, пластмасу, кераміки, поліпшені кераміки, розплавлений метал, наприклад такий як мідь, або будь-яке поєднання з них. У доповнення до цього в даному винаході передбачається, що один або декілька додаткових матеріалів також можна вводити в свердловину 110 по трубі, такій як труба 210 великого діаметра, і можна використати для відбору і передачі геотермального тепла, що виділяється на площі поверхні породи. Приклади такого додаткового матеріалу включають в себе, але без обмеження ними, кульки, намистини, провід або металеву сітку і труби. Такий додатковий матеріал поліпшує передачу геотермального тепла за рахунок заповнення тріщин і розривів в породі, що оточує теплове гніздо. Завдяки збільшенню площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо 140, і використанню додаткового матеріалу підвищується продуктивність теплопровідного матеріалу 100. Додатковий матеріал сам підвищує площу поверхні теплопередачі, і це означає, що геотермальне тепло, що передається від породи, яка оточує теплове гніздо 140, виділяється з більш значних площ поверхні, що забезпечуються введенням додаткових матеріалів в теплове гніздо 140. Теплопровідний матеріал 100, введений в теплове гніздо 140 по трубі 210 великого діаметра, також заповнює ці тріщини і розриви навколо додаткового матеріалу і затужавіє, при цьому теплопередавальна здатність підвищується за рахунок збільшеної площі поверхні. Тому, щоб отримувати вигоду від збільшення площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо 140, теплопровідний матеріал 100 можна використати в поєднанні з таким додатковим матеріалом. Згідно з іншим здійсненням в даному винаході також передбачається, що такі додаткові матеріали можуть використовуватися без теплопровідного матеріалу 100. Додаткові матеріали, описані в даній заявці, також передають геотермальне тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента 40. У здійсненні, в якому теплопровідний матеріал 100 використовують разом з додатковими матеріалами, описаними в даній заявці, теплопровідний матеріал 100 зчеплюється з додатковими матеріалами і затужавіє навколо них. На фіг. 3 показаний поперечний переріз свердловини 110, в якій використана система даного винаходу. У стовбурі 190 свердловини 110 розташовані одна або декілька труб 60 і одна або декілька труб 80. Простір між стінкою 200 стовбура 190 свердловини і однією або декількома трубами 60 і однією або декількома трубами 80 заповнено ізоляційним матеріалом 70. Труба 210 великого діаметра заповнена теплопровідним матеріалом 100 так, що теплопровідний матеріал 100 оточує одну або декілька труб 60 і одну або декілька труб 80. Як вказано вище, теплопровідний матеріал 100 може затужавіти, але не розширятися, щоб не бути причиною додатку тиску до трубопровідної системи 50 або теплообмінного елемента 40. Після введення теплопровідного матеріалу 100 в свердловину 110 і тужавіння навколо теплообмінного елемента 40 і трубопровідної системи 50 в тепловому гнізді 140 він починає підігріватися доти, поки не стає повністю підігрітим, а його температура не досягає температури породи, яка оточує теплове гніздо 140 в забої 90 свердловини 110. Коли температура теплопровідного матеріалу 100 досягає цієї рівноважної температури підігрівання, матеріал передає геотермальне тепло від гарячої породи, яка оточує теплове гніздо 140, до теплообмінного елемента 40. Інша ділянка свердловини 110 заповнена ізоляційним матеріалом 70, який зберігає підігрітий вміст гарячим, коли він переміщається вгору по свердловині 110 по одній або декільком трубам 80 з висхідним протіканням. Це мінімізує енергетичні втрати, так що вміст може використовуватися більш ефективно для вироблення електроенергії на гирлі 180 свердловини 110. Відповідно до цього теплопровідний матеріал 100 працює як "підігріваюча 7 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 доріжка", яка оточує теплообмінний елемент 40 в свердловині 110. Ця підігріваюча доріжка максимізує тепло вмісту і заглиблює теплообмінний елемент 40 в гарячу породу, при цьому утворюється використовуючий тепло компонент 10. Більш конкретно, геотермальне тепло від гарячої породи в свердловині 110 підігріває теплопровідний матеріал 100 доти, поки в системі не досягається рівноважна температура. По досягненні в системі рівноважної температури теплопровідний матеріал 100 буде гарячим, оскільки гаряча порода оточує теплове гніздо 140. Тому, коли вміст трубопровідної системи 50 входить в теплове гніздо 140, він відразу ж починає підігріватися. Коли вміст досягає забою 90, він стає повністю підігрітим. Коли вміст переміщається зворотно в теплове гніздо 140, він не втрачає тепло, оскільки температура теплопровідного матеріалу 100 досягла рівноважної температури. Використання теплопровідного матеріалу 100 всередині свердловини 110 гарантує, що в системі однозначно максимізоване перенесення тепла від теплового гнізда 140 свердловини 110 до гирла 180 свердловини. Поєднання теплового гнізда 140 і ізоляційного матеріалу 70 є особливо ефективним для глибоких свердловин, коли протяжність 110 свердловини обумовлює теплові втрати. Повинно бути зрозуміло, що рівноважна температура може бути відмінною всередині кожної свердловини і у випадку різного вмісту залежати від ряду чинників. Наприклад, тип породи, що є всередині свердловини, може бути чинником при визначенні глибини, розмірів і матеріалів, що використовуються при споруді теплового гнізда 140, і типу і кількості теплопровідного матеріалу 100. Площа поверхні породи всередині свердловини впливає на теплопровідність породи, при цьому виходять різні температурні діапазони для рівноважної температури. Рівноважна температура може бути діапазоном температур і може змінюватися відповідно до тепла, необхідного для досягнення підігрівання вмісту до заданої температури. Як додаткова особливість теплопровідний матеріал 100 забезпечує додаткову стабільність системи, мінімізує ефекти підвищеного тиску і підвищує цілісність і міцність теплообмінного елемента 40. Більш конкретно, у міру того як теплопровідний матеріал 100 затужавіє, він створює додаткову конструктивну опору для теплообмінного елемента 40, при цьому затверділий теплопровідний матеріал 100 створює конструктивну опору для трубопровідної системи 50 і однієї або декількох труб 60 з низхідним протіканням і однієї або декількох труб 80 з висхідним протіканням, які знаходяться під тиском. У відповідності з цим теплопровідний матеріал 100 додає жорсткість системі. Крім того, теплопровідний матеріал 100 підвищує стабільність системи шляхом захисту компонентів системи, таких як теплообмінний елемент 40 і вміст трубопровідної системи 50, від руйнуючого середовища всередині свердловини. Як показано на фіг. 1, підігрітий вміст витікає з використовуючого тепло компонента 10 і втікає у виробляючий електроенергію компонент 20. Більш конкретно, підігрітий вміст витікає з свердловини 110 і втікає в теплову машину 120, розташовану на поверхні, де тепло з вмісту використовують для вироблення електроенергії, застосовуючи відомі способи. На фіг. 4 представлена блок-схема послідовності етапів способу відбору геотермального тепла і вироблення електроенергії з використанням системи і способу даного винаходу. На етапі 300 пробурять свердловину і обсаджують її через стовбур 190 свердловини, і на заданій глибині підвищують площу поверхні породи. Після визначення місць знаходження теплової точки 130 і забою 90 свердловини 110 цей етап включає в себе визначення задовольняючого вимогам місця і об'єму для теплового гнізда 140. На етапі 310 згідно з фіг. 1 і 2 споруджують теплове гніздо 140, вводячи теплообмінний елемент 40, що має одну або декілька труб 60 з низхідним протіканням, з переміщенням текучого середовища в першу сторону 150, і одну або декілька труб 80 з висхідним протіканням, з переміщенням текучого середовища з другої протилежної сторони 160, і вміщуючи їх в свердловину 110 на заданій глибині. Початкова точка заданої глибини являє собою теплову точку 130, і її визначають в залежності від заданої температури, при якій вміст трубопровідної системи 50 повинний підігріватися, на основі типу і площі поверхні навколишньої породи. Довжиною теплового гнізда 140 визначається довжина теплообмінного елемента 40 і отже, конфігурація внутрішніх компонентів теплообмінного елемента 40. Після установки теплообмінного елемента 40 і трубопровідної системи 50 в свердловині 110 на етапі 320 теплове гніздо 140 повністю заповнюють теплопровідним матеріалом 100, починаючи від забою вгору по стовбуру свердловини. Це виконують інжекцією теплопровідного матеріалу 100 в свердловину 110 по трубі 210 великого діаметра. У варіанті здійснення третю трубу вводять в свердловину 110 для закачування теплопровідного матеріалу 100 в свердловину 110. Потім третю трубу повільно витягують із забою 90 свердловини 110 по мірі закачування теплопровідного матеріалу 100 в свердловину 110 до досягнення теплової точки 8 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 130. Після цього на етапі 330 свердловину 110 заповнюють ізоляційним матеріалом 70 від теплової точки 130 до гирла 180 свердловини 110. Після повного заповнення теплового гнізда 140 теплопровідним матеріалом 100 і повного витягання третьої труби 210 з свердловини 110 теплопровідний матеріал починає тужавіти і підігріватися до досягнення його температури на етапі 340 рівноважної температури, при цьому він передає геотермальне тепло від гарячої породи, яка оточує теплове гніздо 140 в забої 90 свердловини 110, до теплообмінного елемента 40. Після досягнення температурою теплопровідного матеріалу 100 рівноважної температури на етапі 350 рідину або газ закачують в свердловину 110 і в теплообмінний елемент 40 по одній або декільком трубам 60 з низхідним протіканням. Ця рідина або газ утворює вміст трубопровідної системи 50 і підігрівається геотермальним теплом всередині теплообмінного елемента 40, при цьому на етапі 360 створюється замкнена твердотільна система відбору тепла. Потім вміст витягується зворотно з свердловини 110 по одній або декільком трубам 80 з висхідним протіканням. Ізоляційний матеріал 70, введений в свердловину 110, сприяє підтримці підігрітого вмісту в гарячому стані, коли він переміщається вгору по свердловині 110, при цьому мінімізуються енергетичні втрати, так що тепло можна використати для вироблення електроенергії. Далі вміст витікає з свердловини 110 і на поверхні втікає у виробляючий електроенергію компонент 20 і теплову машину 120, де на етапі 370 тепло від вмісту використовують для вироблення електроенергії, застосовуючи способи, відомі з рівня техніки. Як розглянуто вище, у варіанті здійснення система може включати в себе численні додаткові матеріали в поєднанні з теплопровідним матеріалом 100. На фіг. 5 показаний розріз свердловини 110. На фіг. 5 показане теплове гніздо 140 згідно з даним винаходом, при цьому декілька стовбурів 220 пробурені в породі, що оточує теплове гніздо 140, для збільшення площі поверхні шляхом заповнення декількох стовбурів 220 додатковими матеріалами. Геотермальне тепло відбирається з тріщин і розривів, утворених в породі бурінням декількох стовбурів 220. У даному винаході передбачається, що до спорудження теплового гнізда 140 по можливості збільшують площу поверхні породи для максимізації потоку геотермального тепла від навколишньої породи і в теплообмінний елемент 40 через теплопровідний матеріал 100. Крім того, використання додаткових матеріалів дозволяє підігрівати більшу кількість текучого середовища до заданої температури і отже, виробляти більше електроенергії. В іншому здійсненні система може включати в себе численні додаткові теплообмінні компоненти і/або теплообмінні елементи з численними різними конфігураціями внутрішніх компонентів. Крім того, можливі різні конфігурації внутрішніх компонентів теплообмінного елемента 40. При збільшенні часу, протягом якого вміст трубопровідної системи 50 знаходиться всередині теплообмінного елемента 40, зростає кількість рідини або газу, яка може бути підігріта всередині теплового гнізда 140. Одна така конфігурація являє собою спіральну конструкцію, в якій внутрішні компоненти являють собою комплект скручених труб. Інші конфігурації, наприклад у вигляді зігнених труб, показаних на фіг. 6, служать прикладом здійснення, в якому при збільшенні довжини труби (і отже, відстані, яку вміст повинний пройти всередині теплообмінного елемента 40) зростає кількість вмісту, яка може бути підігріта. Повинно бути зрозуміло, що можуть бути використані інші здійснення і функціональні зміни можуть бути зроблені без відступу від об'єму даного винаходу. Наведені вище розгляди здійснень винаходу були представлені з метою ілюстрації і опису. Не передбачається, що винахід вичерпується або обмежується розкритими точними формами. Відповідно до цього в світлі викладених вище ідей можливі численні модифікації і варіанти. Наприклад, всередині теплового гнізда 140 можуть бути реалізовані численні теплообмінні елементи 40. Крім того, може використовуватися будь-яка конфігурація теплообмінного елемента 40, в якому збільшений час перебування вмісту трубопровідної системи в теплообмінному елементі. Крім того, численні стовбури свердловини можна пробурити в породі, яка оточує теплове гніздо, для отримання більшої площі поверхні, і такі стовбури свердловини можна використати для буріння стовбурів по вертикалі, горизонталі або діагоналі, або під будь-яким кутом, щоб отримувати додаткову площу поверхні, через яку геотермальна енергія може протікати. Тому передбачається, що об'єм винаходу не обмежений цим докладним описом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Система для вироблення електроенергії при використанні геотермального тепла з пробуреної свердловини, яка містить компонент, що використовує тепло, який має замкнуту циркуляційну систем відбору тепла, що включає в себе теплообмінний елемент, розташований всередині теплового гнізда в свердловині, і теплопровідний матеріал, введений в свердловину для передачі геотермального тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного 9 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елемента, при цьому теплопровідний матеріал призначений для підігріву породою, яка оточує теплове гніздо, до рівноважної температури, яка визначається площею поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, причому рівноважна температура являє собою температуру, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, здатна безперервно відшкодовувати геотермальне тепло, яке передається до теплопровідного матеріалу, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при проведенні тепла теплопровідним матеріалом від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, компонент, що виробляє електроенергію, який включає в себе теплову машину і здатний приймати геотермальне тепло від вмісту трубопровідної системи, яка з'єднує компонент, що використовує тепло, з компонентом, який виробляє електроенергію, і яка містить комплект труб з низхідним протіканням і комплект труб з висхідним протіканням, причому труби з висхідним протіканням призначені для транспортування вмісту трубопровідної системи, що підігрітий теплообмінним елементом, до поверхні свердловини і в компонент, що виробляє електроенергію, і ізоляційний матеріал, введений в свердловину і який по суті, оточує щонайменше труби з висхідним протіканням в щонайменше одному положенні між тепловим гніздом і поверхнею свердловини для підтримування температури вмісту трубопровідної системи по суті постійною при його перекачуванні до поверхні свердловини. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що рівноважна температура підвищена за рахунок збільшення площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо. 3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що щонайменше один додатковий стовбур свердловини пробурений в породі для збільшення площі поверхні породи. 4. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і являє собою щонайменше одну кульку. 5. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою щонайменше одну намистину. 6. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою сітчастий металевий матеріал. 7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що труби з низхідним протіканням є гнучкими. 8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що труби з висхідним протіканням є гнучкими. 9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з труб з низхідним протіканням і труб з висхідним протіканням включає в себе множину шарів з намотаних корозійностійких сталевих дротів. 10. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що труби з низхідним протіканням з'єднані з першою стороною теплообмінного елемента. 11. Система за п. 6, яка відрізняється тим, що труби з висхідним протіканням з'єднані з другою стороною теплообмінного елемента. 12. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент включає в себе множину капілярів. 13. Система за п. 12, яка відрізняється тим, що множина капілярів призначена для розподілу по них вмісту труб з низхідним протіканням після його входу в теплообмінний елемент. 14. Система за п. 13, яка відрізняється тим, що кожний капіляр з множини капілярів має діаметр, менший за діаметр труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів. 15. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда. 16. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду. 17. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ. 18. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал по суті здатний тужавіти всередині теплового гнізда після введення в ділянку між породою, яка оточує теплове гніздо, і трубопровідною системою. 19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто. 20. Система зап. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал. 21. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку. 22. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал. 10 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 23. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу. 24. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом свердловина призначена для заповнення ізоляційним матеріалом. 25. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що містить трубу для введення теплопровідного матеріалу в теплове гніздо, яка призначена для введення через стовбур свердловини і вилучення з нього після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом. 26. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал здатний стабілізувати тиск на трубопровідній системі і теплообмінному елементі всередині теплового гнізда. 27. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що рівноважна температура являє собою діапазон температур, який визначається щонайменше частково площею поверхні породи всередині теплового гнізда. 28. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент має спіральну форму, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента. 29. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що площа поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, збільшена шляхом розриву породи, яка оточує теплове гніздо. 30. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою нагрівальний стрижень. 31. Система для відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини, що містить теплопровідний матеріал, який введений в ділянку в тепловому гнізді поблизу вибою пробуреної свердловини між теплообмінним елементом і породою, яка оточує теплове гніздо, для забезпечення замкнутого циркуляційного теплообміну для теплого вмісту трубопровідної системи, що втікає в теплообмінний елемент і витікає з нього при рівноважній температурі, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, здатна безперервно відшкодовувати геотермальне тепло, яке передається до теплопровідного матеріалу, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при проведенні тепла теплопровідним матеріалом від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, причому теплопровідний матеріал здатний тужавіти для по суті заповнення ділянки всередині теплового гнізда і для передачі тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, трубопровідна система призначена для транспортування її вмісту з поверхні свердловини в теплове гніздо і переміщення підігрітого вмісту до поверхні свердловини з теплового гнізда. 32. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що рівноважна температура підвищена за рахунок збільшення площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо. 33. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що щонайменше один додатковий стовбур свердловини пробурений в породі для збільшення площі поверхні породи. 34. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою щонайменше одну кульку. 35. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою щонайменше одну намистину. 36. Система за п. 33, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою сітчастий металевий матеріал. 37. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що трубопровідна система включає в себе комплект гнучких труб з низхідним пропусканням для переміщення вмісту трубопровідної системи в теплообмінний елемент, і комплект гнучких труб з висхідним пропусканням для переміщення вмісту трубопровідної системи з теплообмінного елемента. 38. Система за п. 37, яка відрізняється тим, що кожна з труб з низхідним протіканням і труб з висхідним протіканням включає в себе множину шарів з намотаних корозійностійких сталевих дротів. 39. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент включає в себе множину капілярів. 40. Система за п. 39, яка відрізняється тим, що множина капілярів призначена для розподілу по них вмісту труб з низхідним протіканням після його входу в теплообмінний елемент. 11 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 41. Система за п. 40, яка відрізняється тим, що кожен капіляр з множини капілярів має діаметр менший діаметра труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів. 42. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда. 43. Система за п. 42, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду. 44. Система за п. 42, яка відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ. 45. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто. 46. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал. 47. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку. 48. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал. 49. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу. 50. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплопровідний матеріал здатний стабілізувати тиск на трубопровідній системі і теплообмінному елементі всередині теплового гнізда. 51. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що рівноважна температура являє собою діапазон температур, який визначається щонайменше частково площею поверхні породи всередині теплового гнізда. 52. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що теплообмінний елемент має спіральну форму, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента. 53. Система за п. 32, яка відрізняється тим, що площа поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, збільшена шляхом розриву породи, яка оточує теплове гніздо. 54. Система за п. 33 яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один додатковий матеріал, який введений в теплове гніздо і який являє собою нагрівальний стрижень. 55. Спосіб вироблення електроенергії при використанні геотермального тепла з пробуреної свердловини, при якому здійснюють відбір геотермального тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, що розташоване на місці всередині свердловини, шляхом введення теплопровідного матеріалу в теплове гніздо для оточення теплообмінного елемента з утворенням замкнутої циркуляційної системи відбору тепла, при цьому теплопровідний матеріал передає геотермальне тепло від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента для підігріву вмісту трубопровідної системи, і вміст підігрівають всередині теплового гнізда при рівноважній температурі, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається теплопровідним матеріалом, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при передачі теплопровідним матеріалом тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, ізолюють трубопровідну систему в щонайменше одному місці між тепловим гніздом і поверхнею свердловини для підтримування температури вмісту трубопровідної системи по суті постійною при його перекачуванні на поверхню свердловини і закачують підігрітий вміст трубопровідної системи в компонент, що виробляє електроенергію, після досягнення ним поверхні свердловини. 56. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що додатково збільшують площу поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, для підвищення рівноважної температури. 57. Спосіб за п. 56, який відрізняється тим, що бурять щонайменше один стовбур свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо. 58. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну кульку. 59. Спосіб за п. 58, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну намистину. 60. Спосіб за п. 58, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою сітчастий металевий матеріал. 12 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 61. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що додатково вміст трубопровідної системи закачують в теплообмінний елемент з комплекту гнучких труб з низхідним протіканням і викачують з теплообмінного елемента в комплект гнучких труб з висхідним протіканням. 62. Спосіб за п. 61, який відрізняється тим, що кожна з труб з низхідним протіканням і труб з висхідним протіканням включає в себе множину шарів з намотаних корозійностійких сталевих дротів. 63. Спосіб за п. 61, який відрізняється тим, що додатково розподіляють вміст трубопровідної системи по множині капілярів, з'єднаних з трубопровідною системою всередині теплового гнізда. 64. Спосіб за п. 63, який відрізняється тим, що кожен капіляр з множини капілярів має діаметр менший діаметра труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів. 65. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда. 66. Спосіб за п. 65, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду. 67. Спосіб за п. 65, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ. 68. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що додатково вводять теплопровідний матеріал в теплове гніздо, який відрізняється тим, що він по суті тужавіє після введення в область між породою, яка оточує теплове гніздо, і трубопровідною системою. 69. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто. 70. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал. 71. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку. 72. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал. 73. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу. 74. Спосіб за п. 68, який відрізняється тим, що при введенні теплопровідного матеріалу в теплове гніздо вводять трубу по стовбуру свердловини і витягують трубу після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом. 75. Спосіб за п. 55, який відрізняється тим, що при відборі геотермального тепла додатково змінюють форму теплообмінного елемента до спіральної, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента. 76. Спосіб за п. 56, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, для підвищення рівноважної температури додатково здійснюють розрив площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо. 77. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що при бурінні щонайменше одного стовбура свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо, додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою нагрівальний стрижень. 78. Спосіб відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини, при якому визначають тип породи на глибині свердловини, площу поверхні породи на глибині свердловини і коефіцієнт питомої теплопровідності породи на глибині свердловини, збільшують площу поверхні породи на заданому місці в свердловині між тепловою точкою свердловини і вибоєм свердловини, утворюють теплове гніздо всередині свердловини, що починається на вибої свердловини і закінчується в тепловій точці свердловини, вводять теплопровідний матеріал між породою, яка оточує теплове гніздо, і теплообмінним елементом всередині теплового гнізда для створення замкнутої циркуляційної системи відбору тепла для передачі тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента для підігріву вмісту трубопровідної системи, що втікає в теплообмінний елемент і витікає з нього, при рівноважній температурі, при якій порода, яка оточує теплове гніздо і яка виділяє геотермальне тепло, безперервно відшкодовує геотермальне тепло, що передається теплопровідним матеріалом, і вище якої геотермальне тепло, що виділяється породою, яка оточує теплове гніздо, розсіюється при проведенні теплопровідним матеріалом тепла від породи, яка оточує теплове гніздо, до теплообмінного елемента, і ізолюють трубопровідну систему між тепловим гніздом і поверхнею свердловини. 79. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, підвищують рівноважну температуру. 13 UA 101375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 80. Спосіб за п. 79, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи додатково бурять щонайменше один стовбур свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо. 81. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну кульку. 82. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою щонайменше одну намистину. 83. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою сітчастий металевий матеріал. 84. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи додатково закачують в теплообмінний елемент з комплекту гнучких труб з низхідним протіканням і викачують з теплообмінного елемента в комплект гнучких труб з висхідним протіканням. 85. Спосіб за п. 84, який відрізняється тим, що додатково розподіляють вміст трубопровідної системи по множині капілярів, з'єднаних з трубопровідною системою всередині теплового гнізда. 86. Спосіб за п. 85, який відрізняється тим, що кожен капіляр з множини капілярів має діаметр менший діаметра труб з низхідним протіканням для забезпечення швидкого підігріву вмісту трубопровідної системи при його проходженні по множині капілярів. 87. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою інертне в навколишньому середовищі теплопровідне текуче середовище, що не закипає при підігріві всередині теплового гнізда. 88. Спосіб за п. 87, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою воду. 89. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що вміст трубопровідної системи являє собою газ. 90. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою рідке цементне тісто. 91. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою розплавлений метал. 92. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою кераміку. 93. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою сітчастий матеріал. 94. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що теплопровідний матеріал являє собою пластмасу. 95. Спосіб за п. 88, який відрізняється тим, що при введенні теплопровідного матеріалу в свердловину додатково вводять трубу по стовбуру свердловини і витягують трубу після заповнення теплового гнізда теплопровідним матеріалом. 96. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що при ізоляції трубопровідної системи додатково ізолюють трубопровідну систему в щонайменше одному місці між тепловим гніздом і поверхнею свердловини. 97. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що рівноважна температура являє собою діапазон температур. 98. Спосіб за п. 78, який відрізняється тим, що при відборі геотермального тепла додатково змінюють форму теплообмінного елемента до спіральної, при цьому трубопровідна система всередині теплообмінного елемента містить щонайменше одну вигнуту трубу для збільшення шляху протікання вмісту трубопровідної системи всередині теплообмінного елемента. 99. Спосіб за п. 79, який відрізняється тим, що при збільшенні площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо, для підвищення рівноважної температури додатково здійснюють розрив площі поверхні породи, яка оточує теплове гніздо. 100. Спосіб за п. 80, який відрізняється тим, що при бурінні щонайменше одного стовбура свердловини в породі, яка оточує теплове гніздо, додатково вводять в теплове гніздо щонайменше один додатковий матеріал, який являє собою нагрівальний стрижень. 14 UA 101375 C2 15 UA 101375 C2 16 UA 101375 C2 17 UA 101375 C2 18 UA 101375 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSystem and method for extraction of geo-thermal heat from a drilled well for production of electric energy
Автори англійськоюParella, Michael, J.
Назва патенту російськоюСистема и способ отбора геотермального тепла из пробуренной скважины для выработки электроэнергии
Автори російськоюПарелла Майкл Дж.
МПК / Мітки
МПК: F25B 30/00, F24J 3/08, F28D 21/00
Мітки: електроенергії, тепла, пробуреної, свердловини, система, спосіб, вироблення, відбору, геотермального
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/21-101375-sistema-i-sposib-vidboru-geotermalnogo-tepla-z-probureno-sverdlovini-dlya-viroblennya-elektroenergi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система і спосіб відбору геотермального тепла з пробуреної свердловини для вироблення електроенергії</a>
Парогазотурбінна установка для вироблення електроенергії та тепла
Номер патенту: 31518
Опубліковано: 15.12.2000
Автори: Буцан Валерій Іванович, Хорєв Вячеслав Олександрович, Цаплієнко Юрій Вікторович
МПК: F01K 21/00
Мітки: електроенергії, тепла, установка, вироблення, парогазотурбінна
Текст:
...синхронність розігріву котла та парової турбіни та, як наслідок, прискорений та надійніший пуск установки. Слід зазначити, що розігрів турбіни може бути здійснений від іншого джерела тепла, ніж котелутилізатор, але її розігрів від котла-утилізатора є найбільш ефективним, оскільки обумовлює більш ефективне використання теплової енергії газотурбінного агрегату та, як наслідок, значно менші витрати палива, та виключає необхідність в додаткових...
Превентор для свердловини, пробуреної в забрудненому середовищі
Номер патенту: 34738
Опубліковано: 15.03.2001
Автори: Сірик Віктор Федорович, Мажбіц Аркадій Григорович
МПК: E21B 3/06
Мітки: забрудненому, пробуреної, середовищі, свердловини, превентор
Формула / Реферат:
Превентор для свердловини, пробуреної в забрудненому середовищі, що складається з корпуса, який з'єднують з гирлом свердловини, плашок. встановлених з можливістю переміщення всередині. кришок і гідроциліндра, який відрізняється тим. що він має миєчну камеру з брудознімальним пристроєм, а плашка виконана у вигляді свинцевого циліндра з можливістю переміщення в циліндричних напрямних, вісі яких співпадають з віссю свердловини.
Система підготовки окислювача для комбінованого вироблення теплоти і електроенергії
Номер патенту: 43799
Опубліковано: 17.12.2001
Автори: Родіонов Володимир Іванович, Скляренко Євген Валентинович, Носач Вільям Григорович
МПК: F23L 15/04, F22B 9/00
Мітки: комбінованого, електроенергії, теплоти, окислювача, підготовки, система, вироблення
Формула / Реферат:
Система підготовки окислювача для комбінованого вироблення теплоти і електроенергії, яка містить конвективну шахту, що підключена до димової труби, топку з пальниками, які підключені до повітропровода з тяго-дуттьовим пристроєм і нагрівачем, і трубопровід рециркуляції димових газів з вхідною і вихідною ділянками, яка відрізняється тим, що вона додатково містить джерело димових газів з трубопроводом їх рециркуляції, а вихідна ділянка...
Спосіб передачі тепла від геотермального джерела до віддаленого споживача і пристрій для його здійснення
Номер патенту: 83276
Опубліковано: 25.06.2008
Автори: Хворов Михайло Михайлович, Шмалько Юрій Федорович, Соловей Віктор Васильович, Александров Анатолій Олександрович, Мхітарян Нвер Мнацаканович, Кудря Степан Олександрович, Мацевитий Юрій Михайлович
Мітки: споживача, тепла, геотермального, віддаленого, пристрій, здійснення, джерела, спосіб, передачі
Формула / Реферат:
1. Спосіб передачі тепла від геотермального джерела до віддаленого споживача, який включає передачу низькопотенціальної геотермальної теплоти через теплообмінник та теплотрасу, який відрізняється тим, що попередньо заповнюють газоподібним воднем теплову транспортну систему, подають теплоту у перший металогідридний генератор-сорбер на геотермальному пункті, в якому виділяється водень з надлишковим тиском, що по трубопроводу передається у...
Система утилізації горючих вторинних газів металургійних виробництв для вироблення електроенергії
Номер патенту: 56271
Опубліковано: 10.01.2011
Автори: Сталінський Дмитро Віталійович, Банніков Юрій Григорович, Моцар Микола Васильович, Журавльов Олег Олександрович
МПК: F02C 1/00, F02C 6/00, F02C 3/00
Мітки: металургійних, газів, вторинних, виробництв, система, вироблення, горючих, електроенергії, утилізації
Формула / Реферат:
1. Система утилізації горючих вторинних газів металургійних виробництв для вироблення електроенергії, що містить газову турбіну, яка використовує стиснений газ як робоче тіло, компресор, який встановлений на одному валу з газовою турбіною та обладнаний вхідним патрубком, який підключений до мережі доменного газу, і вихідним патрубком, який підключений до газової турбіни, яка відрізняється тим, що система обладнана паровою турбіною та...
Попередній патент: Регульований вузол для корпусу насоса
Наступний патент: Спосіб виготовлення сопла або дифузора сопла з композитного матеріалу
Випадковий патент: Пристрій для діагностики дуоденогастроезофагеального рефлюксу