929794 - Способ разработки месторождений термальных вод

Способ разработки месторождений термальных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватснии

Социапистичесииа

Рвспубиик (iii 929794 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 22.10.80 (21) 2997564/29-26 с присоединением заявки.% " (23) Приоритет

t (51)М. Кл.

Е 03 В 3/00

3Ьвудеротеаивыб комитет

СССР ло делам вэобретеиий к открытки

Опубликовано 23. 05. 82. Бюллетень Юе19 (53) УДК 622,245.,60(088.8) Дата опубликования описания 23.05.82 (72) Авторы изобретения

И. A. Галанин, Н. P. Акопян, Г. П. Ли, В.И. Мурин и А.И. Горбачев. ОХ". ц.,","„ ; „ «»

5ktKgf .

1 т ЦЯт ?ЩЯц

1 и н с@фЩбщуу д

1.м

Северо-Кавкаэскии научно-исследовательски и природных газов (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ТЕРМАЛЬНЫХ ВОД

Изобретение относится к разоаботке месторождений термальных вод и мо- .. жет применяться для добычи и использования горячих вод, содержащих значительное количество солей и соединений, затрудняющих использование воды в народном хозяйстве, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки месторождений термальных вод, включающий отбор термальной воды оо скважине, испарение воды, повышение давления пара, утилизацию тепла и за- . качку минерализованной воды в пласт 11

Недостатком способа является низ!

% кая экономичность, определлемая высокими капитальными затратами на его проведение.

Ввиду того, что мощность компрессоров для сжатия водяного пара зависит от разности температур между температурой конденсации водяного пара и температурой кипения. добываемой воды, возникает противоре чие между этими величинами : чем меньше разность тмператур, тем больше должна быть теплопередающая поверхность испарителя-конденсатора, а следовательно, увеличиваютсл капитальные затраты.

Если уменьшить поверхность теплообмена что вызывает необходимость повышения давления при компримировании водяного пара, то резко возрастают затраты на привод компрессора, что также ухудшает технико-экономические показатели спо" соба.

Цель изобретения - повышение эко" номичности процесса разработки месторождений термальных вод.

Поставленная цель достигаетсл тем, что согласно способу, включаю» щему отбор термальной воды по скважине, утилизацию тепла и закачку минералиэованной воды в пласт, давление пара повышают до величины, при кото794

3 929 рой разность температур конденсации скомпримированного пара и кипения добываемой воды составляет 11-.10 С, а скомпримированный пар охлаждают до температуры конденсации путем впрыскивания в него кипящей воды, образующейся при конденсации этого пара, в количестве 0,009-0,034 кг на 1 кг пара.

На чертеже приводится принципиальная схема способа разработки месторождения термальных вод.

Установка содержит скважину 1, испаритель-конденсатор 2, сепаратор

3, нагнетательную скважину 4, насос 5, компрессор 6, емкость 7, и насос 8.

Термальную воду с повышенной минерализацией из скважины 1 направляют s испаритель-конденсатрр 2, откуда парожидкостную смесь направляют в сепаратор 3.

Остающийся после испарения воды раствор солей закачивают снова в водоносный пласт через нагнетательную скважину 4 с помощью насоса g. Водя,ной пар из сепаратора 3 сжимают комп- рессором 6 до заданного давления, после чего он поступает в испаритель-конденсатор 2, где водяной пар превращается в воду, которая„:собира,".т ется в емкости 7, откуда и передается потребителю.

Часть полученного дистиллята насосом 8 эакачивают в поток водяного пара непосредственно после его компримирования.

Работоспособность всей системы определяется технологическими параметрами испарителя-конденсатора 2,, в котором протекает испарение добываемой воды и конденсация водяного пара, поступающего из компрессора 6.

Конденсация водяного пара складывается из двух процессов : охлаждение пара от температуры в конце компримирования до температуры конденсации и конденсация пара при постоянной температуре.

До тех пор, пока пар не будет ох-лажден до температуры конденсации, дистиллят не будет образовываться.

Проведение обоих процессов в одном аппарате вызывает технологическое противоречие, которое заклю° чается в том, что охладить пар до температуры начала конденсации значительно труднее, чем его сконденсировать. Обьясняется это тем, что

Зо

З5

55 коэффициенты теплопередачи для обоих процессов различны.

Низкий коэффициент теплопередачи для первого процесса приводит к необходимости увеличивать поверхность теплообмена испарителя-конденсатора, а это удорожает оборудование.

В предлагаемом способе это противоречие исключается тем, что в по. ток компримированного водяного пара. впрыскивают воду при температуре кипения в когичестве 0,009-0,034 кг на 1 кг водяного пара. Вода при взаимодействии с паром испаряется, понижая его температуру до темпера" туры конденсации. В этом случае в испарителе-конденсаторе протекает только один процесс вЂ” конденсация водяного пара °

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить поверхность теплообмена, а следовательно, и капитальные затраты в обустройство месторождений.

Количество воды, необходимое для охлаждения скомпримированого пара, составляет 0,5-6,8 от всего количества получаемой воды.

В табл. 1 приводятся технологические показатели, а в табл. 2 - технико-экономические показатели предлагаемого способа в сравнении с известным.

Из приведенных Данных видно, что при разности температур „„- „„п10 С о затраты на добычу воды согласно предлагаемому способу будут больше, чем согласно известному. Минимум затрат приходится на разность температур

4 С. При этом затраты уменьшаются в

1,6 раза по сравнению с известным способом.

Разность между температурами конденсации пара и испарения воды долина составлять 4-10оС. При меньших разностях температур увеличиваются капительные затраты на создание установок, а при величинах более 10 С о способ становится менее экономичен, чем известный.

Для охлаждения водяного пара до температуры начала конденсации необходимо вводить 0,09-0,034 кг воды на 1 кг пара, причем вода должна иметь температуру, равную температуре кипения при давлении, которое создает компрессор. Нижний предел (0,009 кг/кг) соответствует разности температур 4 С, а верхний

929794 (0,034 кг/кг) - разности температур 10 С.

Если в систему подавать воду в меньших количествах, увеличится поверхность теплопередачи испарителяконденсатора, что приведет к удоро.жанию установки.

Подавать воду в больших количествах не рационально, так как к интенсификации процесса теплопередачи это не приведет, однако несколько увеличитьея расход энергии на привод насоса.

Пример . Из эксплуатационных скважин поступает 10000 м в сутки термальной воды с температурой 100 С* и концентрацией солей (laCl) 10 г/л.

Воду из скважины подают в трубное . пространство испарителя-конденсатора, где поддерживают давление

0,862 кгс/см . Пароводяную смесь разделяют в сепараторе, из которого в нагнетательные скважины откачивают

43 м /сут раствора с концентрацией солей (NaCl) 230 г/л. Водяной пар из сепаратора подают на компрессор с помощью которого повышают давление пара до величины 1,1489 кгс/см ,Температура пара повышается до

120,6 С. Температура конденсации пара при этом давлении равна 103 С. В поток пара . после компрессора впрыс- кивают 0,018 кг воды с температурой начала кипения при этих условиях (103 С) íà 1 кг пара и охлаждают во "

1Ц дяной пар до температуры 103 С.

Охлажденный пар поступает в межтрубное пространство испарителя-конденсатора, где он конденсируется в пресную воду. Часть полученной во-!

Б ды насосом подают на охлаждение водяного пара, а остальную воду отправ,ляют потребителю.

Предлагаемый способ позволяет по20 высить экономичность процесса в

1,6 раза за счет снижения капитальных вложений в строительство установки для проведения процесса. Зкономический эффект от использования г способа составит около 40 тыс.руб. в год.

I ..

° - 1 л (Ч

О1 л

° " л

tD.Я>

К) ъО м

- Ф (Ч

1Ч О

-а.

Ю1 л

СЧ

Ю л л

1Ч

0 1 м

СЧ л

1.Л

CD ъО

СЧ

СЧ к л

LCL М л СО ! э СЧ

° С0

С0 м

1Ч

СО л к

СЧ л

1Ч

О0 CD!

СО LCL

Ю! \ л л л м ъО

СЧ

1Ч Ю к 01 л м

01 ъО

CCL

С0 л

01 (Ч л

1Ч

ОЪ л

Э X 1 аа I О

Я1

01 л

CD !

I !

z а о е х

=г х о о хо

Ф Q:

tQ 1%

Ф 3Е

c v. tQ а л

IЩ

О.

Э .с

Ф оо о

Э л

С Щ а о m х с

a tQ

Я У

I- 5 о а

LL> 1tQ tQ

0 6) 4)

Э ! и

tQ ) о

И! I 1 1 р !1 I I 1 1 1.1 !

1 1

;1 с, 1 1.1 1

IC; I 1 1 I

I 1

1 1

1! 1

1 I

1 1

1 I

1 1

I 1

1 !

1 1

1 !

1 I

1 1

1 I

l 1

1 !

1 I

1 . 1

1 1

1 1!

О!

О!! OI

I CI о!

1 1

1 I

1 1

1 I

I !

1 !

1 1

1 !

I !

I. 1

1 1

1 I

1 1

1 о

С!

CЧ I ! !

> М !

3l 1

О1

Э-й I

m x 1

6) Cl I

С I

1 I

1 1

I 1.

I 1

1 I

1 !!0 1

1 М

l I

1 1

1 д 1 вЂ” 4

1 1

1 I

I Ю 1

1 СЧ I (вЂ” вЂ”

1 1 л

1 I

1» вЂ” Ф

I I

I Ю I

1 - 1

1 вЂ” вЂ”

1 1

1 I

1 00 1

1 1

1 I

>К О-1 l -1 I

Э и

tQ 1 1

929794

Э Х

Z D E

etQu

1 u N

mzv tQ Э L

С С1Х

СО

С0 л

СО л л CD э с !!!

I-Х Е

tQ Y . C1

° фв

О Z ItQ 3 О.

z " Э е с и Cl

% Ф Э с !вЂ”

tQ д а

1-!с о ос ОЭЭ

z l- vc

XX* ааэ

Э itQ СЕ

mczo сосз

C:X YI21

Cf LC о а х

Э О о ае ф 3 е и

Э Х .л о

X tQ с K а осе

М сСс

1Y !

С а осе

Y С(О.

4tQC

I- O.

v O Lt:

Оох

z u

Я Э CQ

ОО.М

wcv

4Ф 1 е

С4 1

». I 1

44 1 и

I 1 ф 1 1 о м 1

u. !

X 1 а с 1

1 !

I (1

1 эЯ ! З х ! (v

1 Э

1 Й

1 CO

I т

» !

° 1 с (О I

Е i(! !! 1

Э 1

z,!

Э 1.

М с ! 4ф 1 о (I

С)

-з О

4 О

СР ъО

) \

))

С \

lA сО

)М

C)O

CD О

)М

I c(:

1 Э а! с с

Э. (С5 е

44( х о

С».1

1 1

1 I

I 1

I I

I, I

1 1

4 I

4 1

1 1

I )

1 1

;1 1

1 .I

I !

1 с с о !

» г» з a.

I» е ы.: еxL: ф

4I CL

)4(Е о

IU C

Э 1

3 .

z o

1 йо о

Y Z!

1 ( 4 !

lI!!

1 ((11 lo! О о о

1 C

I 4 4

1, tI

I! 1

1 !

r (!

j) I

929794! 1 " 1

1 I 1

1 1, I

I I I j

1 I I ! . lI

I 4 !. ! 1 I

I 1 I ! 1 1

I 1 44Ъ 1

I I - 1

Г ++

1 1 1

I 1 О

1 1 CV I

1 I

) 1 I

I !в

I 1

1 1. LA

I 1 - I

1 1 1

I вЂ” 4»

I 1 I ! I

1 О 4

I - 1

1 4

1 1 1

I I

441 1

I I ! СО 1

I I 1.

1 I 1 о

c (.вЂ” +

> 1 1.

Z 4.)

1 Э I 1 х

1 I фl 1

1 Е Q 1 вЂ” « »

С 44

1 1

z а

С !4(1 1

I о о ct

v o

Q !.

Ж о о

ОХ )CO

2 (о;,о е с о

ct о е ща с

929794

OO л

СЧ

М) СЧ л м.

C) СО

СЧ О.Ч

ГО

С3

CV м

1 »

CQ л

LA с0 е ГОб л О

C) О

-С м

С7

ОО

-Ф

СЧ OC

СЧ О

С\!

1, t

<Ч м

СЧ

CV .1 л

СЧ

СГ

СЧ

СО сЧ

1Г\ О

C) л

- Ф (Ч

СЧ !

СЧ О сЧ м О

С)

ЧР

СО

I ЕЧ

СЧ !

С3 с

» л

1 !

I !

X о х

1., Э

1ф

Y о

СЧ!

t5 I

=3 1

Х1

1 1

1О 1

1 вЂ” 1

1! 1

1!!

О о о

I C

1 (Э

1.1

1 1

1 I

I I

1. 1

1 01 1

ЗФ

1 . I! ч со

1 I

1 А

1 1 1

Ф» вЂ” !

I 1

1 1

1 Э 1

I 1

1 1

I 1

I 1! 1

I 1

1 1! 1

I 1

1 1

1 I

1 1

1 М 1

1 1

1 о

1 м

СЧ

I !

1 о

1 СЭ

1 0 л

1: ! !

I I О»

X ! О. с

1 г

1 2

I Ф

I <О ! 1

1 CO ! С

1 II!

I.à !Ч

1 1, III IЗ U х о

Jl K

X X !!1Х О

I- Ф I 1 с о !

О С

М m

lQ О.

-ь

a. U

° 2

III О 10 3 а ох

0 У . Iо -а ф -4 а<:т О Ф г Щ

1 1О

IIj и CL

О С! э

Л X 0 °

1- I lo о хс! оэха

$ !ОО а о оо о

1-о-л

О С 11

e LQ

Ф и >ь аоа

1- Ц еФ W U вал

О 1Ф lQ

x o

Э lQ CO Х охх

Щ >Я

I» Х

X Х с в

% KIQ

Y 0 >i с а о а

I е хо озл в х 11 ф C л о

Z Iх о л

=! U е о

<6 2i X

:ь - о

С 10 1с ао

О 1Х !О

С Э 6) LA л О

E (Ц

6) О Ц !

Оо О с О

О 1О

l- lQ > о: а х а ° ф о

X OO 2l с 1929794

СЪ

<М

<31

- Ф

0 \ м м

СЭ

С>

<"\ л !

0 м

С >

<М

» О

C) Ф

LA .Л м

С .> . О

- t

1.1!

° 1

I 1

3 !

1 I

1 1

I I

1 3

I 1 е I

1 1

I 1

I- З

% to

<3 O

z x с з ф <»

С <33

>, а

X с

l»

1 !

I (Ч ! с

<33 с о, О.<

С 1

1 1

1 !

11 (4! 1

1 33 I

1 >Х 5!

З и!

Х I I

Р,с< и ф l I э t

<33 <.> 1

3 < 3 1 1

Е !! а< !

t: I

1 1 !

1 1 1

1 I

I 1 !

1 1

1 1 I

1 I 0 1

1 !» вЂ” 1

1 I !

1 1 1, 1 I

1 1 t

t . 1 1

СО 1

1 1 -» 1

t 1 I

1 1 . I

1 I 3

1 3 . I

I 1 3

3 л 3 (Л

I 1 I

1 1

1 I 1

1 I I

tO I 3 I

О 1 I ЧР I о 1 1

О вЂ” 1

C 1 I 1

O1O

<О

1 1- 1 I

1 1 1

1 LA 1

1 1 1

I 1

+ 1 I

r о э1 I -! 1! < !

1 I

1 а 1 1

< С 3 вЂ” !

1 1 1

>Х

З 1 1

I М 1

1 <33 I 1

<<3 I 1

3 1 1

ftt 1 вЂ” -

1 С 1 1

С< 3 I

1 ф I I

1 CL I I

С 1 <3

1 1 1

1 I 1

ОЪ

< 3

С>

ctt о к

З О X х . X Х X <<3 ,О -O ttt < X t3: I- O O кuettе»

«3

X c-. O O»

1-О

O. Xoe O

94 хо

О 1- <<х ! .О

» бv x. n.

3 <О

«3 Х О» хЗа

o o tX a °

О =Г 1- О

1- <33

<л

О < а м 1

OO 1

0 I

C> !

LA 1

1 ф 1

-3 <

c>o ! О !

C> I

С4 1

LA !

I м 1

О <

1 в м

Ю I о !

< 3 !

c4 < м

1 м

1 !

З I сХ 1 о

Ю 1

1- 1- 1

° \ 1 с

»о ь м

929794

Формула изобретения

Составитель О. Калякина

Редактор О. Юрковецкая . Техред Е. Харитончик . Кооректор С. щомак

Тираж 780 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3433/39 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Способ разработки месторождений термальных вод, включающий отбор термальной воды flo скважине, испарение воды, повышение давления пара, утилизацию тепла и закачку минерализованной воды в пласт, о тл и ч а ю шийся .тем, что, с целью повышения экономичности проЦесса, давление пара повышают до величины, при которой разность температур конденсации скомпримирован.ного пара и кипения добываемой воды .составляет 4-10оС, а скомпримированный пар охлаждают до температуры конденсации путем впрыскивания в не го кипящей воды, образующейся при конденсации этого пара, в количест» ве 0,009-0,034 кг на 1 кг пара.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Геотермальная энергия. М., "Мир", 1975, с. 199-200.

Способ разработки месторождений термальных вод

Патент 929794