中深层地热单井换热数值计算

中深层地热单井换热数值计算

论文摘要

中深层地热单井换热是一种"取热不取水"开发地热能的技术,该技术具有不破坏地下水环境、取热量大等优势,但目前就深度3 000m以上的单井换热数值计算研究较少,本文针对西安地区地热地质条件,采用数值法计算了不同井型结构(L型定向井、丛式定向井)的中深层地热单井在连续运行一个采暖季情景下的换热量。计算结果表明:同一流速及地温梯度下,在系统连续运行120 d后,L型定向井的出口温度、单位时间取热量及延米取热量高于丛式定向井;同一流速下,地温梯度越大其出口温度越高,单位时间取热量及延米取热量也越大;同一地温梯度下,流速越大其出口温度越低,单位时间取热量及延米取热量越大。丛式定向井井斜30°的出口温度、单位时间取热量及延米取热量高于井斜45°,随着流速的增加,两种井斜下的出口温度、单位时间取热量及延米取热量的差异逐渐减小。从出口温度、单位时间取热量及延米取热量角度考虑,L型定向井的换热效率优于丛式定向井;从钻井施工的难易程度角度考虑,丛式定向井优于L型定向井;丛式定向井的两种井斜结构中,井斜30°的丛式定向井优于井斜45°。所得不同工况的计算结果,可为中深层地热的开发与利用提供参考依据。

论文目录

  • 1 单井换热模型
  •   1.1 单井换热概念模型
  •   1.2 单井换热数学模型
  • 2 单井换热数值计算
  •   2.1 模型建立及网格剖分
  •   2.2 参数选取及边界条件
  •   2.3 不同井型结构换热数值计算
  •   2.4 地层温度场变化规律
  • 3 数值计算模型验证
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 尚宏波,赵春虎,靳德武,徐拴海,王晓东,张卫东,韩永亮

    关键词: 中深层,单井换热,数值法,延米取热量,丛式定向井,西安地区

    来源: 煤田地质与勘探 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

    专业: 地球物理学

    单位: 中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

    基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC0804100),中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目(2018XAYZD13-1),天地科技股份有限公司科技创新基金项目(2018-TD-MS069)~~

    分类号: P314

    页码: 159-166

    总页数: 8

    文件大小: 842K

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