1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Зб. КГ)Ьеппу $ Е, Сеойепна! Рпег87, Рс 11, Сепега! Аррга1еа! о( йе Еагй'в Рговресс(че Епег8у, Ап 1пВ!а1 Аррга1ва! Ъу йе )Ген Епег3у Ногте ТавЬ Сюнр. 19Т1-1985, Нас!опа! Ресто1епт Соипвс!, рр. 27 — 35, 1972. 37. Нех К.%*., ТевВтопу Ье(оге Яевас 1псепог апб!пви1аг Айасга Соттсшее ои Рие1в апА Епег3у Ро1$су, Соп8гевв1опа! Несогй Бине 15, 1972.
38. МоКе!т еу Ч.Е., Мтпега1 Кевоигое Евбтасев ап4 РиЫсс Ро!!су, Атег(сап 5есевбзс, 80, Но. 1 (1972). 39. БоЬигг Я.Н., ХесвсЬетст ЕпетЗУ Гп йе Атеповп ЕаопотУ 185--197, Ан Еоопогйа БшАу оГ йе Н(атос)г апб Рговреесе, ГоЬпе Норйпв Ртева, Ва18шоге. 1960. 40. Стона!ш8 В.тРш Ап Арргтва! оГ йе Ртовреосв о( Сеойеппа! Еает37 ш йе Си!сед Ясасев, Рс 1, Ап 1п$ба! Арргасва! Ьу йе Нет Евег3у Ропан Таа1с Сгоир В71-1985, Нас(опа1 Ресго!ешп Сонин(1, рр. 15 — 26, 1972 41.
Сан1с Гг, На11 5.%.т %11воп 1.5., МсеЬае! Н., ЯЬерЬеп( В Р., (Гпдей$11 С„ Савсе11оп Ео Рте!!тспатУ Ана1Ув1в о( Е1есспс Сепегабоп ВсН1хаНп8 Сеоргеввигед Сеойеппа! р!н(й 11 й 1псегвое. Епег37 Сопчегв. Еи8. СопГ. Рюо., Бсасе 1.1пе, Х.Ч., чо!. 1, Ноч. В76. 42. ВБ Сеойепна! Кевоигеее — по Рапасеа, Ьис Росепс!а! Гог А44(с!опа) ЕветЗу, Еи3. авт( Мсв(в3 Г.. 176, Но. 10 (В75) ° 43 Випйапс 1.В., Бсеисап В.Н., Роге(8и ап4 Оотевбо В!аннан!она оп Нас(опа! Сеойетта! Ранет ап4 Росеасса! Уве о1 Р!онвЬаге со Ббтн!асе ТЬеве Хетта( Буесетв, ВН%$:В-110, Гп1у В71.
44 ймвонро Йооуй, ГеоТЭС ГЬсоннн( Данки гэмба гиссашцу, 16, Нс 173 (1878). 45' В'ш Р.1., Негват В.Е., КЬо Я.К., Кгнт1ап8 1..К., Вече1ортепс о( а Тур!на( Сепегабп8 Пп(с ас йе Сеувегв Сеойеппа1 Рю)ет — а Саве Бсибу, Ргосеейв8 оГ Беоопб СХ Бутров1пт ов йе Вече1оршепс вп4 Вве о( Сеойепна! Кевоигсев, чо1. 3, рр. 1949-В58т 1975. ВВ Гвввв 1 46.
Со14виг!гЬ М.. По!рь Е гсеопгеппа! Певопгсев !и Са!!!оги!а — Рогепг!а1в епд Ргоыегав. РВ 212, 753, Мау 1972. 47. Ва14о 1... Согпгп! М., С!ге!!! М., Сеппп1е Сеогепп1са ла 90 Мй Й Аьиасьарап, Е! оп1еалог, С А. Сопепйегг1оп! Теса!со-Есопоге!сье ел Еврег!еппе гй Евегсгп!о, Шгеров1о со пецсо-!га1!апо вщ РгоЫеге! Яс!еп1!!с! ие1 Сагпро ле11а Рголигпопе ел Енвгньаыопе 4е11' Епегща, Е1.С-Е!есггосопвп1г, Мг1апо, 1гаца, оеггегаЬге-Оггоьге 1977. СУХИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ При написании данной главы использованы материалы отчета 1Ц, подготовленного для отдела по ядерным исследованиям Министерства обороны США. Геотермальная энергия, являясь чистым и повсеместно распространенным видом энергии, представляется перспективной для широкого использования.
Однако, как показано в работе ~21, повсеместное использование геотермальной энергии связано с тремя стадиями ее разработки. В настоящее время США находятся на первой стадии, когда извлечение геотермальной энергии производится лишь из источников с поверхностными термальными проявлениями. На второй стадии будут осваиваться геотермальные ресурсы в местах с аномальными геотермическими градиентами, а на третьей — сооружаться более глубокие скважины в местах с нормальными геотермическими градиентами (- 3 С/100 м), имеющими место почти всюду на поверхности земли.
На третьей стадии будет освоен потенциальный источник надежного и независимого снабжения чистой энергией. Но прежде чем бу- ' дут созданы условия для широкого использования геотермальной энер- . гии, необходимо решить целый ряд проблем научного, технологического, инженерного и экономического плана. До сих пор отсутствует научное обьяснение природы и поведения горных пород при давлениях и температурах, имеющих место на больших глубинах. В ходе дальнейших исследований и разработок должна быть также лучше понята проблема материалов и изучены основные процессы переноса тепла, что необходимо для продолжительной эксплуатации таких геотермальных систем.
Инженерные разработки, начиная с бурения геотермальных скважин и кончая созданием подземных систем преобразования энергии и обеспечением переноса тепла к поверхности циркулирующим тепло- 88 Главе 2 Сукне геотермельные месторождение 88 носителем, сами по себе ставят задачи как прикладного, так и теоретического плана. Критическим фактором выполнения программы исследований и разработок на третьей стадии освоения геотермальных ресурсов является создание практических средств для бурении скважин в сухих горячих породах на глубины, необходимые для проведения дальнейших научных исследований и технологических разработок. Лучшим методом бурения таких скважин является роторное бурение, с успехом применяемое при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
Однако геологические факторы' геотермальных месторождений существенно отличаются от геологических факторов нефтяных и газовых месторождений. Чтобы оценить возможное. ти роторного бурения и устранить препятствия на пути его применения в геотермальных системах, требуется изучение особенностей последних и проведение соответствующего анализа. Значительное место в отчете (Ц было уделено этим вопросам. Основные выводы, касающиеся использования тепла сухих горячих пород при аномально высоких геотермических градиентах, сле- дующие[Ц.
1. Методы роторного бурения применимы при бурении скважин в сухих горячих породах на глубины 6 км в местах с геотермическими градиентами, в несколько раз превы шающими нормальные. При таких градиентах на указанной глубине в месторождениях достигается температура 260 †3 С. 2. При допущении о гидравлическом способе создания трещин в породе или о каком-то другом эквивалентном способе подземного преобразования энергии ГеоТЭС мощностью 100 МВт (или менее) оказываются экономически более выгодными по сравнению с атомными электростанциями и могут конкурировать с обычными тепловыми электростанциями при стоимости жидкого топлива 3,2 цент/л. Указаиный способ втрое удешевляет получение энергии из сухих горячих пород, снижает число требуемых скважин, способствует расширению системы передачи энергии и обеспечивает долгий срок службы скважин (до 20 лет).
Основные выводы, касающиеся использования тепла сухих горячих пород с обычными градиентами температуры (- 3'С/100 м», следующие. 1. Технология роторного бурения должна быть усовершенствована и приспособлена для бурения геотермальных скважин глубиной 10- 12 км при температурах, достигаю- щих 315 С. Существует известный риск, связанный с надежностью материалов, а также с работой колонны буровых труб, системы каротажа и других подсистем, составляющих систему роторного бурения. 2.
Даже при указанном выше допущении о подземном преобразовании энергии с помощью гидравлического разрыва ни предполагаемые цены, ни риск создания геотермальных систем в этом случае (т е. при роторном бурении на глубины 10-12 км» не оказываются оправданными, а ГеоТЭС конкурентоспособными с электростанциями других типов. Лишь в случае, если методы роторного бурения в нефтяной промышленности будут усовершенствованы и станут применяться для скважин глубиной более 9 км, этот вывод можно будет пересмотреть. 3. Другим, единственно приемлемым способом освоения геотермальной энергии при нормальных геотермических градиентах является бурение большого числа менее глубоких скважин и использование цикла с вторичным тецлоносителем.
В частности, предложено бурить 5 пар скважин на глубины 5,5- 6,0 км, где температура составляет 170"С. При этом вполне возможно использовать роторное бурение, хотя число требуемых скважин велико, а начальные капиталовложения высоки. При использовании метода преобразования энергии с вторичным носителем срок эксплуатации месторождения сокращается с 20до 3 — 4 лет. Это делает такой способ получения энергии неконкурентоспособным. Так, при сроке эксплуатации месторождения 20 лет стоимость энергии в такой системе составит 15,5 10 лдолл./ /кВт ч, а при 3 — 5 годах (21,5-26) 10 ~ долл./кВт ч.
11так, получение энергии из сухих горячих пород с помощью скважин глубиной 10- 12 км имеет следующие преимущества: извлечение чистой энергии; самостоятельный и независимый источник энергии; отсутствие проблем его возобновления или трудностей эксплуатации; конкурентоспособность ГеоТЭС мощностью до-.100 МВт со станциями других типов; применимость методов роторного бурения при их совершенствовании и оправдание идеи создания подземной сиота.
мы преобразования энергии. 90 Гвввв 2 сухив гвотврмвиьиыв мвоторожлвиии 91 Обычные методы бурения СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ Технические проблемы при обычном глубинном бурении достаточно сложны. Проходка известной или неизвестной последовательности пластов пород колонной бурильных труб должна производиться с помощью хорошо отлаженной системы бурения, в которой нагрузки достигают нескольких сотен тысяч килограммов на крюке, а мощности насосов для спуско-подъемных операций — нескольких. тысяч лошадиных сил. Обычное бурение предусматривает: создание уравновешивающего давления и вынос разбуренного грунта с помощью бурового раствора; передачу мощности и подачу жидкости с помощью колонн бурильных труб; поддержание скважины открытой при различных давлениях с помощью колонны обсадных труб и, наконец, каротаж и завершение скважин, включая их цементирование и перфорирование, при самых различных давлениях, температурах, химических и механических условиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
