富水型热储层深井套管式换热器传热特性研究

摘要

基于所建立的深井套管式换热器井孔内、外非稳态传热模型,推导得到富水型热储层地下水渗流作用下深井换热器进(出)水管、固井水泥温度以及热储层过余温度的瞬态解析解.以示范工程现场监测数据与有限体积法数值计算结果为验证依据,探究热储层中渗流过程对于深井换热器传热特性的影响.计算得到,当深井换热器循环水量稳定在30 m3/h时,热储层中达西流速由0提高到5×10-6 m/s时,平均换热量增大55 kW.然而在忽略热储层中渗流过程时,循环水量由30 m3/h提高到60 m3/h,平均换热量增大34 kW,循环水泵耗功提高20.6 kW.研究表明:随着渗流速度的增大,热储层中的传热机制发生改变,从而强化深井换热器的传热过程;同时降低了循环水流量对于深井换热器换热性能的影响程度.