中深层地热单井换热数值计算

• 作者: 尚宏波 张卫东 徐拴海 王晓东 赵春虎 靳德武 韩永亮
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 学科: 地球科学
• 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
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 水文地质 工程地质 环境地质
• 页码范围: 159-166
• 页数: 8页
• 分类号: P314
• 字数: 4872字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.06.024

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3000 m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.