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题名中深层U型地热井换热特征及影响因素数值模拟研究
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作者
韩朝旭
高千
韩元红
周德胜
余华贵
孙强
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机构
西安石油大学石油工程学院
西安石油大学新能源学院
自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室
西安科技大学地质与环境学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第15期6332-6343,共12页
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基金
国家自然科学基金(52174029,52274039,U23B2089)。
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文摘
U型地热井作为开采中深层地热能的一种方式,其热开采效率的提高对地热储层的能源利用具有重要意义。为了研究U型地热井的换热特征及相关因素对热开采效率的影响,结合陕西黄陵地区地质与储层资料,通过建立3500 m深U型地热井数值模型,对现场实验案例进行了模拟验证,重点分析了地热井井型、储层地温梯度和工况条件等因素对热开采效率的影响,并进一步对井型优选与参数优化做出了评价。研究结果表明:U型地热开采井相较于其他类型的地热井,在岩土地温梯度较高,尤其是管道埋深3000 m以上的地区热开采效率更为突出;在本研究的参数选择范围内(注水流量分别为40、60、80、100、120 m^(3)/h,注入温度分别为20、25、30、35、40℃),U型地热井的出入口的流体温差越大,换热量也就相应越高,研究区域U型地热开采井的注入流量采用100 m^(3)/h,注入温度采用20℃为最佳,对于注入流量的选择需综合考虑出口温度和热开采功率的要求以及循环水泵的功耗进行设计。研究成果有望指导所在地区中深层地热开采的优化设计。
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关键词
U型地热井
换热特征
中深层地热
数值模拟
热开采效率
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Keywords
U-shaped geothermal well
heat transfer characteristics
medium-deep geothermal energy
numerical simulation
efficiency of thermal extraction
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分类号
TK529
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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