Добыча и использование тепла Земли. Основные понятия (часть 2)

Паротермальные ресурсы тепла горных пород приурочены к магматическим очагам (расплавы до 1200°С), зонам термоаномалий, локальным (до 400°С) и региональным, связанным с районами повышенного геотермического градиента (до 150°С).
По Ю. Д. Дядькину, геотермальная технология — это способы и средства добычи тепла Земли и его использования, а геотермальная система — совокупность инженерных сооружений, технических средств и процессов добычи и использования тепла Земли. Элементы этой системы: подземный тепловой котел (естественный или искусственный коллектор зоны теплоотбора), добычные и вспомогательные скважины и поверхностный технологический комплекс.
Тепло Земли может использоваться в недрах (например, использование глубинных горячих теплоносителей для добычи серы, нефти, выщелачивания металлов или получение электроэнергии с помощью погруженных в скважины теплообменных, термоэлектрических устройств, тепловых трубок) и на поверхности для выработки из добытых теплоносителей электроэнергии или теплоснабжения в различных технологических процессах.
Способы извлечения теплоносителя могут быть: фонтанный (самоизлив за счет упругой энергии), откачной (с различными насосами) и гидродинамический (нагнетание по другой скважине в коллектор отработанного теплоносителя).
Система разработки геотермального месторождения может базироваться на обособленной работе отдельных или спаренных скважин, их рядов, групп или комбинаций.
При разработке геотермальных ресурсов в твердых горных породах для создания коллектора, в котором теплоноситель сможет отбирать тепло, необходимо осуществлять различные способы воздействия: гидравлический разрыв пласта, взрывное разрушение горных пород или бурение системы горизонтальных скважин.
Геотермальная скважина — основа всей геотермальной системы. Принципиальная конструкция и оборудование Тарумовской геотермальной скважины это: направление (dтр=639 мм), кондуктор (dтр=473 мм, L=500 м); первая промежуточная колонна (dтр=324 мм, L=3840 м); вторая промежуточная колонна (dтр=245 мм, L=5200 м), эксплуатационная колонна (dтр=168 мм, L=5500 м). Специфика бурения геотермальной скважины — это регулирование температуры и подбор промывочных растворов для предотвращения кольматации приствольной части коллектора и применение противовыбросных превенторов.
Принципиальная схема наземного энергетического комплекса показана на рис. 18.1. Возможные схемы наземных теплотехнических комплексов весьма разнообразны и принципиально их можно подразделить на две группы: с использованием непосредственно добываемого теплоносителя и с промежуточными теплообменниками для передачи тепла рабочему теплоносителю.