Спосіб видобування геотермальної води

Реферат: Спосіб видобування геотермальної води передбачає закачування насосом в геотермальну свердловину через заглиблену трубу нерозчиненої в термальній воді робочої рідини з питомою вагою, меншою питомої ваги термальної води, відкачування суміші робочої та термальної рідини, відокремлення робочої рідини у відстійнику і термальної води, повторне закачування в підйомну свердловину робочої рідини після відокремлення, використання термальної води і її закачування в нагнітальну свердловину. Відокремлення робочої рідини і термальної води здійснюється пі д тиском, який створюється сумішшю робочої рідини і термальної води на виході з підйомної свердловини. Закачування робочої рідини у свердловину здійснюють на глибину вище верхньої кромки продуктивного пласта через заглиблену трубу за допомогою насоса. При цьому закачування робочої рідини забезпечують в напрямку руху термальної води у свердловині. Робочу рідину після виходу з відстійника охолоджують. UA 99578 C2 (12) UA 99578 C2 UA 99578 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до геотермальної енергетики, а саме до технології інтенсифікації дебіту термальних вод в геотермальних свердловинах. Спосіб видобування термальних вод, розроблений на основі винаходу, може бути використаний на геотермальних родовищах, незалежно від мінералізації термальних вод і кількості вмісту газу. Відомий спосіб видобування геотермальних вод згідно з яким у свердловину закачують газ. Однак описаний спосіб не дає значного підвищення дебіту геотермальних свердловин через те, що коли рухається суміш газу і термальної води, збільшується об'єм газу через зниження тиску внаслідок чого кількість води не збільшується, і навіть може знижуватись через зменшення площини перерізу труби, який займає рідка фаза [1]. Відомий також, вибраний як прототип, спосіб видобування геотермальної води [А.с. № SU 1495494 А1, F 03 G 7/00 від 23.07.1989 p.], що включає закачування у видобувну геотермальну свердловину через заглибну трубу нерозчиненої в термальній воді робочої речовини з питомою вагою, меншою питомої ваги термальної води, підйом суміші робочої речовини з термальною водою, транспортування і повторне закачування у видобувну свердловину робочої рідини після її відокремлення та закачування термальної води в нагнітальну свердловину, при цьому транспортування робочої речовини при її повторному закачуванні в підйомну свердловину і термальної води при закачуванні в нагнітальну свердловину здійснюються після відокремлення робочої рідини і термальної води під тиском відокремлення, при цьому відокремлення термальної води і робочої речовини здійснюють шляхом їх відстоювання при тиску, вище тиску насичення при температурі суміші після її відкачування, причому використовують робочу рідину з питомою вагою, яка забезпечує підйом термальної води з урахуванням гідравлічних втрат привибійної зони і в свердловини (враховується коефіцієнт продуктивності підйомної свердловини). Недоліками зазначеного способу є неефективне використання робочої рідини. В процесі видобування рідина нагрівається, внаслідок чого зменшується її питома вага. Це призводить до необхідності збільшувати тиск нагнітального насоса через те, що різниця між статичним тиском суміші затрубного простору і статичним тиском трубки для нагнітання робочої рідини зростає через те, що знижується перепад статичного тиску в гідравлічно зв'язаних стовпах рідини в нагнітальній трубці і міжтрубному просторі свердловини. Крім того, якщо робоча рідина надходить в міжтрубний простір свердловини без зазначення місця і способу введення робочої рідини можливі значні гідравлічні втрати, по-перше через те, що при надходженні робочої рідини в зону продуктивного пласта можливе зменшення притоку термальної води через створення потоку, спрямованого проти руху притоку термальної води. По-друге, якщо напрямок введення робочої рідини не спрямувати вздовж потоку термальної води в міжтрубному просторі, то можуть виникнути додаткові місцеві гідравлічні втрати. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу видобування геотермальної води шляхом закачування робочої рідини у свердловину на глибину вище верхньої кромки продуктивного пласта через пристрої, забезпечуючи її постачання в напрямку потоку термальної води і свердловини, що збільшить ефективність видобування термальної води за рахунок використання напору охолодженої робочої рідини і зниження гідравлічних втрат. У способі видобування геотермальної води, що передбачає закачування в геотермальну свердловину через трубу нерозчиненої в термальній воді робочої рідини з питомою вагою, меншою питомої ваги термальної води, відкачування суміші робочої рідини, відокремлення робочої рідини і термальної води, повторне закачування в підйомну свердловину робочої рідини після відокремлення, використання термальної води і її закачування в нагнітальну свердловину, при цьому відокремлення робочої рідини і термальної води здійснюється під тиском, який створюється сумішшю робочої рідини і термальної води на виході з підйомної свердловини, згідно з винаходом, закачування робочої рідини у свердловину, через пристрої, здійснюють на глибину вище верхньої кромки продуктивного пласта, забезпечуючи її постачання в напрямку потоку термальної води і свердловини, а робочу рідину, після виходу з відстійника або іншого пристрою для відокремлення від термальної води, охолоджують до температури, нижчої від оточуючого середовища. Охолодження робочої рідини, наприклад, н - пентану з 90° до 30 °C збільшує питому вагу цієї рідини на 5 %, що дає змогу зменшити необхідний тиск закачування робочої рідини при глибині 4000 м на 20 кПа. Постачання робочої рідини через заглибну трубку в міжтрубний простір, де рухається термальна вода, повинно відбуватися з мінімальними гідравлічними втратами, що може бути здійснено за рахунок введення робочої рідини в потік термальної води в напрямку його руху 1 UA 99578 C2 5 10 15 20 25 30 35 через спеціальний пристрій, наприклад у вигляді вигнутої трубки, або вигнутої трубки з розширенням у напрямку руху термальної води. Рух робочої рідини і термальної води у вигляді суміші її з робочою рідиною відбувається протитоком, при цьому робоча рідина в трубці поступово нагрівається за рахунок теплообміну з термальною водою (сумішшю), що рухається. Найбільша різниця в температурі між термальною водою і робочою рідиною буде спостерігатись у верхній частині свердловини (гирло свердловини) і може призвести до зниження температури термальної води на виході з свердловини. Термоізоляція верхньої частини заглибної трубки, наприклад виготовлення її із теплоізоляційного матеріалу, чи виготовлення верхньої частини її з порожнистої трубки ліквідує значне зниження температури термальної суміші на виході із свердловини. Крім того, згідно з винаходом, робочу рідину спрямовують через заглибну трубку на глибину, яка знаходиться вище верхньої кромки водовмісного проникного пласта. Заявлений спосіб здійснюється таким чином (креслення): Робоча рідина, яка не розчиняється в воді, наприклад гексан, гептан, октан, з ємності 1 за допомогою насоса 2 через заглибну трубу 3 закачується у видобувну свердловину 4, де робоча рідина змішується з термальною водою і надходить на поверхню у відстійник 5, де "легка" робоча рідина відокремлюється від термальної води. Термальна вода надходить в теплообмінник 6, де віддає тепло мережевій воді 9, яка використовується теплоспоживачем 10, а охолоджена термальна вода надходить в теплообмінник 8, де охолоджує робочу рідину і закачується в нагнітальну свердловину 7. Робоча рідина із відстійника 5 надходить в теплообмінник 8, охолоджується і за допомогою помпи 2 закачується в нагнітальну свердловину через заглибну трубу 3. Джерела інформації: 1. Андрисов Р.С. Справочная книга по добыче нефти. - М.: Недра, 1974. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб видобування геотермальної води, що передбачає закачування насосом в геотермальну свердловину через заглиблену трубу нерозчиненої в термальній воді робочої рідини з питомою вагою, меншою питомої ваги термальної води, відкачування суміші робочої та термальної рідини, відокремлення робочої рідини у відстійнику і термальної води, повторне закачування в підйомну свердловину робочої рідини після відокремлення, використання термальної води і її закачування в нагнітальну свердловину, при цьому відокремлення робочої рідини і термальної води здійснюється під тиском, який створюється сумішшю робочої рідини і термальної води на виході з підйомної свердловини, який відрізняється тим, що закачування робочої рідини у свердловину здійснюють на глибину вище верхньої кромки продуктивного пласта через заглиблену трубу за допомогою насоса, при цьому закачування її забезпечують в напрямку руху термальної води у свердловині, а робочу рідину після виходу з відстійника охолоджують. 2 UA 99578 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 3