Введение
ГЛАВА 1 Анализ современного состояния технико-технологических средств сооружения скважин для использования низко потенциального тепла горных пород 9
1.1 Принцип использования низко потенциальной тепловой энергии с помощью теплообменных скважин 10
1.2 Варианты оборудования теплообменных скважин 15
1.3 Теплообменные скважины в Санкт-Петербурге и Ленинградской области 22
1.4 Проектирование теплообменных скважин 24
1.5 Анализ современного состояния технической базы для бурения теплообменных скважин 26
1.6 Распределение геотермического градиента на территории ленинградской области 32
1.7 Полигон по изучению работы теплообменных скважин и тепловых насосов 33
1.8 Постановка задач исследований 38
Выводы по главе 1 40
ГЛАВА 2 Рекомендации по выбору технико-технологических средств бурения теплообменных скважин 41
2.1 Технология вибрационно-вращательного бурения теплообменных скважин 42
2.2 Технология бурения теплообменных скважин вращательным способом с использованием забойных машин и обратной циркуляцией промывочной жидкости 45
2.3 Технологии тампонирования теплообменных скважин и установки в них теплообменных
коллекторов 53
Выводы по главе 2 58
ГЛАВА 3 Методика аналитических и экспериментальных исследований основных процессов сооружения теплообменной скважины 59
3.1 Обоснование критерия эффективности работы теплообменной скважины 59
3.2 Основные факторы, влияющие на работу теплообменной скважины 62
3.3 Постановка задачи моделирования процесса теплообмена между массивом горных пород и скважиной 66
3.4 Стенд моделирования активного участка теплообменной скважины 69
3.5 Методика статистической обработки экспериментальных данных
Выводы по главе 3 73
ГЛАВА 4 Аналитические исследования процессов, влияющих на выбор конструкции и способ сооружения теплообменных скважин 74
4.1 Определение удельной мощности, затрачиваемой на циркуляцию, и удельной тепловой мощности 74
4.2 Нестационарность теплообмена и учет фактора времени 77
4.3 Решение уравнения теплообмена 78
4.4 Уравнения для определения радиуса теплового влияния теплообменной скважины 82
Выводы по главе 4 87
ГЛАВА 5 Экспериментальные и натурные исследования процессов, влияющих на выбор конструкции и способа сооружения теплообменных скважин 89
5.1 Подготовка к проведению эксперимента 89
5.2 Ход проведения экспериментов и их результаты 92
5.3 Обработка и анализ результатов эксперимента
5.3.1 Анализ эффективности работы теплообменной скважины 99
5.3.2 Расчет полученной удельной тепловой мощности
5.4 Сравнение экспериментальных и расчетных значений удельной тепловой мощности 104
5.5 Расчет радиуса зоны теплового влияния экспериментальной скважины 106
5.6 Статистическая обработка значений эффективной разницы температур 109
5.7 Анализ натурных наблюдений на «Исследовательском полигоне» 110
5.8 Методика проектирования теплообменных скважин 120
5.9 Особенности типизации геолого-технических условий бурения теплообменных скважин (на примере Ленинградской области) 121
5.10 Проектирование конструктивных параметров теплообменных скважин, их количества и расстояния между ними 125
Выводы по главе 5 128
Заключение 131
Список литературы
