增强型废弃油气井地热利用系统研究
发布时间：2021-10-08 06:42
二十世纪以来,对化石能源的需求逐年增长,由资源枯竭带来的能源问题日渐突出。与此同时,化石能源广泛使用带来的温室效应、雾霾等环境问题也正对人类社会的可持续发展带来严重威胁。因此,寻找可替代清洁能源的研究备受关注。除风能、太阳能等清洁能源之外,地热能由于储量丰富、没有污染等优点,正成为一种受到广泛关注的可持续清洁能源。然而,巨大的钻井成本在一定程度上限制了地热资源的开采。同时石油、天然气等的大量开采形成了大量废弃油气井,这些废弃油气井如果不能得到有效治理,也会由于泄露带来较为严重的环境问题。因此,利用废弃油气井的地热资源,不仅可以实现低成本的地热利用,而且还可以通过对废弃油气井的综合治理来解决其所带来的环境问题。针对废弃油气井利用过程中能量利用效率低的问题,本文提出了增强型废弃油气井地热利用方案,并建立了增强型废弃油气井地热能综合利用系统理论模型,在此基础上对增强型废弃油气井地热能综合利用系统的热性能及经济性进行了研究。本文在井筒流动传热模型的基础上,分析了混合有机工质HFC437a和纯工质HFC134a、丁烷和戊烷对简单单井发电系统的影响。分析结果显示,混合有机工质HFC437a的变温相...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１主要地热发电方式示意图??
２．２．１单井地热能系统流动传热模型??单井地热能发电系统中关键部分为同心圆管热交换器内部的流动传热部分，??其结构示意图如图２．２所示，内井筒的外壁包裹了隔热材料形成隔热层，同心圆??管热交换器底部密封。该模型主要包括内、外井筒内循环流体工质的流动计算，??外井筒内循环流体工质与地层之间的传热计算以及内、外井筒内循环流体工质之??间的传热计算。循环流体工质在该模型中的流动传热过程主要包括以下几个过程，??首先循环冷工质从环形截面的外井筒口注入并向下流动，期间工质不断从周围的??高温地层获取热量，其温度和压力均逐渐升高，在某些条件ｆ甚至可能逐渐接近??并且超过临界温度和临界压力达到超临界状态。随后循环工ｉ到达井筒底部之后??经由内井筒向上流动，最后离开地热井返回地面。??１０??
内井筒、广外井筒??图２．１单井单工质地热能发电系统示意图??由于系统中选取的循环流体工质为有机工质，在管道系统、泵和叶轮蒸汽机??等装置中泄露会引起火灾安全事故。因此，该单井单工质地热能有机朗肯循环发??电系统中必须要采取防火措施，在管道系统中安装气体泄露智能报警器并采用聚??酷润滑剂。??２．２．１单井地热能系统流动传热模型??单井地热能发电系统中关键部分为同心圆管热交换器内部的流动传热部分，??其结构示意图如图２．２所示，内井筒的外壁包裹了隔热材料形成隔热层，同心圆??管热交换器底部密封。该模型主要包括内、外井筒内循环流体工质的流动计算，??外井筒内循环流体工质与地层之间的传热计算以及内、外井筒内循环流体工质之??间的传热计算。循环流体工质在该模型中的流动传热过程主要包括以下几个过程，??首先循环冷工质从环形截面的外井筒口注入并向下流动
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球变暖视野下中国与墨西哥的能源现状分析——从传统型能源模式向多元型能源模式转变[J]. 胡安·冈萨雷斯·加西亚,贺光银,冯春,崔金星. 鄱阳湖学刊. 2017(01)
[2]我国地热能开发利用现状与发展[J]. 马伟斌,龚宇烈,赵黛青,徐琼辉,秦汉时,陈勇. 中国科学院院刊. 2016(02)
[3]Deep Geothermal: The ‘Moon Landing’ Mission in the Unconventional Energy and Minerals Space[J]. Klaus Regenauer-Lieb,Andrew Bunger,Hui Tong Chua,Arcady Dyskin,Florian Fusseis,Oliver Gaede,Rob Jeffrey,Ali Karrech,Thomas Kohl,Jie Liu,Vladimir Lyakhovsky,Elena Pasternak,Robert Podgorney,Thomas Poulet,Sheik Rahman,Christoph Schrank,Mike Trefry,Manolis Veveakis,Bisheng Wu,David A.Yuen,Florian Wellmann,Xi Zhang. Journal of Earth Science. 2015(01)
[4]增强型地热系统研究综述[J]. 郭剑,陈继良,曹文炅,蒋方明. 电力建设. 2014(04)
[5]Deep Geothermal Energy to Become One of the Major Renewable Energies[J]. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences. 2014(01)
[6]陕北黄土丘陵废弃油井区生态环境问题与对策研究[J]. 郭军权. 兰州工业学院学报. 2013(04)
[7]呼和浩特地热能开发利用现状及前景分析[J]. 彭佳,李长青,杨新吉勒图. 资源与产业. 2013(04)
[8]欧盟地热能源技术研发及未来发展趋势[J]. 张志勤. 全球科技经济瞭望. 2013(02)
[9]Application of Geothermal Energy to New Countryside Construction——A Case Study of Xiong County, Hebei Province[J]. WANG Shu-fang. Meteorological and Environmental Research. 2012(11)
[10]关于地热能开发利用的现状及前景分析[J]. 李瑾. 才智. 2012(13)
博士论文
[1]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
硕士论文
[1]油田地热资源综合利用技术研究[D]. 刘联波.中国石油大学 2010
本文编号：3423622
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１主要地热发电方式示意图??
２．２．１单井地热能系统流动传热模型??单井地热能发电系统中关键部分为同心圆管热交换器内部的流动传热部分，??其结构示意图如图２．２所示，内井筒的外壁包裹了隔热材料形成隔热层，同心圆??管热交换器底部密封。该模型主要包括内、外井筒内循环流体工质的流动计算，??外井筒内循环流体工质与地层之间的传热计算以及内、外井筒内循环流体工质之??间的传热计算。循环流体工质在该模型中的流动传热过程主要包括以下几个过程，??首先循环冷工质从环形截面的外井筒口注入并向下流动，期间工质不断从周围的??高温地层获取热量，其温度和压力均逐渐升高，在某些条件ｆ甚至可能逐渐接近??并且超过临界温度和临界压力达到超临界状态。随后循环工ｉ到达井筒底部之后??经由内井筒向上流动，最后离开地热井返回地面。??１０??
内井筒、广外井筒??图２．１单井单工质地热能发电系统示意图??由于系统中选取的循环流体工质为有机工质，在管道系统、泵和叶轮蒸汽机??等装置中泄露会引起火灾安全事故。因此，该单井单工质地热能有机朗肯循环发??电系统中必须要采取防火措施，在管道系统中安装气体泄露智能报警器并采用聚??酷润滑剂。??２．２．１单井地热能系统流动传热模型??单井地热能发电系统中关键部分为同心圆管热交换器内部的流动传热部分，??其结构示意图如图２．２所示，内井筒的外壁包裹了隔热材料形成隔热层，同心圆??管热交换器底部密封。该模型主要包括内、外井筒内循环流体工质的流动计算，??外井筒内循环流体工质与地层之间的传热计算以及内、外井筒内循环流体工质之??间的传热计算。循环流体工质在该模型中的流动传热过程主要包括以下几个过程，??首先循环冷工质从环形截面的外井筒口注入并向下流动
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球变暖视野下中国与墨西哥的能源现状分析——从传统型能源模式向多元型能源模式转变[J]. 胡安·冈萨雷斯·加西亚,贺光银,冯春,崔金星. 鄱阳湖学刊. 2017(01)
[2]我国地热能开发利用现状与发展[J]. 马伟斌,龚宇烈,赵黛青,徐琼辉,秦汉时,陈勇. 中国科学院院刊. 2016(02)
[3]Deep Geothermal: The ‘Moon Landing’ Mission in the Unconventional Energy and Minerals Space[J]. Klaus Regenauer-Lieb,Andrew Bunger,Hui Tong Chua,Arcady Dyskin,Florian Fusseis,Oliver Gaede,Rob Jeffrey,Ali Karrech,Thomas Kohl,Jie Liu,Vladimir Lyakhovsky,Elena Pasternak,Robert Podgorney,Thomas Poulet,Sheik Rahman,Christoph Schrank,Mike Trefry,Manolis Veveakis,Bisheng Wu,David A.Yuen,Florian Wellmann,Xi Zhang. Journal of Earth Science. 2015(01)
[4]增强型地热系统研究综述[J]. 郭剑,陈继良,曹文炅,蒋方明. 电力建设. 2014(04)
[5]Deep Geothermal Energy to Become One of the Major Renewable Energies[J]. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences. 2014(01)
[6]陕北黄土丘陵废弃油井区生态环境问题与对策研究[J]. 郭军权. 兰州工业学院学报. 2013(04)
[7]呼和浩特地热能开发利用现状及前景分析[J]. 彭佳,李长青,杨新吉勒图. 资源与产业. 2013(04)
[8]欧盟地热能源技术研发及未来发展趋势[J]. 张志勤. 全球科技经济瞭望. 2013(02)
[9]Application of Geothermal Energy to New Countryside Construction——A Case Study of Xiong County, Hebei Province[J]. WANG Shu-fang. Meteorological and Environmental Research. 2012(11)
[10]关于地热能开发利用的现状及前景分析[J]. 李瑾. 才智. 2012(13)
博士论文
[1]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
硕士论文
[1]油田地热资源综合利用技术研究[D]. 刘联波.中国石油大学 2010
本文编号：3423622
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3423622.html
