1 ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР 5
1.1 Актуальность применения петротермальной энергетики 5
1.2 Обоснование внедрения теплоснабжения резервуарного парка 11
1.3 Анализ необходимых параметров глубинных скважин 14
1.4 Анализ схем извлечения теплоты из сухих горных пород 19
1.5 Патентный поиск 22
2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СКВАЖИНЫ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. 33
2.1 Расчет температурного градиента 33
2.2 Расчет температуры на выходе из скважины и тепловой мощности скважины 35
2.3 Анализ параметров скважины для циркуляции теплоносителя 38
3. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА И НЕОБХОДИМОЙ
СУММАРНОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 42
3.1 Анализ исходных данных для расчетов 42
3.2 Расчет тепловых потерь емкости 50
4. АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА 53
4.1 Определение составных частей схемы и распределение тепловых потоков 53
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 58
5.1 Анализ технико-экономических показателей 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СКВАЖИНЫ И РЕАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОРОД 67
Ниже изложены основные выводы по магистерской работе.
1 .В результате проведения обзора и анализа информации о перспективах развития петротермальной энергетики можно сделать вывод о том, что теплоснабжение объектов с использованием глубинной теплоты недр Земли может быть реализовано на территории как России в целом, так и в субъекте - республике Татарстан. Этот вид энергетики может выступать и основным самостоятельным источником энергоснабжения, и сезонным- вспомогательным видом.
2. Подземную энергию возможно использовать без дополнительной трансформации в виде тепловой энергии, можно использовать в смешанных циклах для теплоснабжения и выработки электрической энергии с применением турбинных и иных генерирующих установок или же только для выработки электричества.
3. Геотермический градиент на территории страны в основном колеблется в пределах от 1,5 до 4 С/100м, что является еще одним из факторов подтверждающих потенциал применения энергии Земли в целях энергоснабжения как центральных, так и удаленных районов.
4. Перспективность и реализуемость проектов петротермальной энергетики подтверждается расчетами, проделанными для теплоснабжения Чишминского резервуарного парка, где подразумевается использование теплоты в технологических нуждах и на подогрев ГВС и отопление вспомогательных построек.
5. Реализация проекта теплоснабжения одной насосной станции на основе петротермальной энергетики является хорошим показателем возможности использования теплоты недр и существующих нефтяных скважин.
6. Уход от применения химических добавок (неких присадок) в пользу подогрева в холодное время года является хорошим решением, так как из технологической цепочки транспортировки нефти исключаются пункты закупки химических реагентов, транспортировки до базы применения, включения реагентов в состав нефтепродуктов и их перемешивание, дальнейшее извлечение нежелательных химических соединений из нефти на конечных пунктах нефтяных магистралей или заводов по переработке нефтяного сырья. Но локальный переход от старой технологической схемы (для одного резервуарного парка, в составе которой располагаются перекачивающие магистральные насосы) является неэффективным, потому что перекачивающие станции располагаются друг от друга на отдалении 75- 150км. Подогрев нефтяных продуктов до температур с учетом остывания по магистрали имеет свой предел, т.е. нереально подогреть продукт до высокой температуры на одной перекачивающей станции и запустить его в магистраль. Решением этой проблемы и необходимостью являются периодические подогревы нефтепродуктов на перекачивающих станциях, которым могут также использовать теплоснабжение на основе петротермальной энергетики.
Фактом является то, что невозможно повсеместно ввести теплоснабжение объектов нефтепереработки и транспортировки на основании альтернативного источника энергии. Это будет возможно только после введения такой схемы на одной из точек сети и после получения положительных результатов.
1 .Н.Н.Христофорова. Анализ геотермических карт и перспективы нефтегазоносности глубинных отложений (на примере республики Татарстан)/ Н.Н.Христофорова, А.В. Христофоров, М.А. Бергеманн// Научно-технический журнал Георесурс. -3(26).-2008.-С.10-12.
2. П.И.Тугунов. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов/П.И.Тугунов, В.Ф. Новоселов, А.А. Коршак, А.М.Шаммазов//Учебное пособие для ВУЗов.-Уфа:000 «Дизайн- ПолиграфСервис»,2002.-658с.
3. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с изменениями №1,2).
4. С.В.Григорьев.Энергоснабжение обособленных и удаленных потребителей на основе использования петротермальных источников энергии./С.В .Григорьев .//Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.Москва,2014г.
5. ГОСТ Р 56909-2016.Нетрадиционные технологии. Геотермальная энергетика. Термины и определения.
6.0. Д .Самарин .Теплофизика, энергосбережение, энергоэффективность./
О.Д.Самарин.//Библиотека научных разработок и проектов МГСУ.-2014,- 280с.
7. В.В.Литвак.Энергосбережение /В.В.Литвак, М.А.Вагнер.// Учебное пособие.-Т омск.-2012 .-212с.
8. Е.К.Юнин. Введение в динамику глубокого бурения/Е.К.Юнин//- МЛиброком.-2013.-168с.
9. Вадецкий, Ю. В. Бурение нефтяных и газовых скважин / Ю.В. Вадецкий.// - М.: Академия, 2013. - 352 с.
10. С.М. Сушко.Бурение и оборудование геотехнологических скважин./ С.М. Сушко, А.К. Касенов, А.М. Мусанов// Алматы 2010 г.
11. Ю. В. Дьяченко. Теплопередача. Ч. 1: методическое пособие для 2-3 курсов специальностей 160201, 160202, 160901, 160702, 280202, 140401 (направление 160100) ФЛА ; специальностей 260501, 260202, 080401 ЭМФ ; специальности 260601 МТФ всех форм обучения и ЗОТФ / Новосиб. гос. техн. ун-т ; /сост.: Ю. В. Дьяченко, М. С. Макаров, М. А. Пахомов.// - Новосибирск, 2010. - 42с.
12 .В .В .Дерюгин. Тепломассообмен./В .В .Дерюгин,В .Ф.Васильев,
В.М.Уляшева//Учебное пособие.-2018.-504с.
13. М.С.Лобасова. Тепломассообмен[Электронный ресурс]/ М.С.Лобасова, К.А.Финников, Т.А. Миловидова, А.А. Дектерев,
Д.С.Серебренников, А.В.Минаков, И.А.Кузоватов, В.В.Васильев.// Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Тепломассообмен».-2009г.-292с.
14. М.Е.Орлов. Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен: учебное пособие / М. Е. Орлов; Ульяновский гос. техн. ун-т. - Ульяновск :УлЕТУ, 2013. -204 с.
15. В.Еерманович. Альтернативные источники энергии и энергосбережение./ В.Еерманович.,А.Турилин// Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, земли, воды, биомассы.-2014г.-320с.