干热岩人工裂隙三维流动传热的数值模拟研究
2021-07-09冯雨晴汪道兵张凯鑫边雨辰
北京石油化工学院学报 2021年4期
关键词:模型
冯雨晴,汪道兵,秦 浩,张凯鑫,边雨辰
(北京石油化工学院机械工程学院,深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室,北京 102617)
地热能作为一种绿色清洁能源,不会排放二氧化碳、甲烷等温室气体而造成空气污染,符合当前的社会可持续发展战略。地热能还有一个特征就是其能量来源稳定,平均利用系数非常高,超过70%,目前国外己经建成的地热电站的利用系数高达95%,同时地热能电站也具有易于调节峰值、方便联网联供的优点。开采地热资源也比其他一般热源更为有利,主要原因在于夏天来临时,其可以自主进行能量回收,而这部分回收的能量又可以在冬天进行供热,这种循环方式既可以提高供暖水平,又可以降低能量损失[2]。所以高效开采地热资源将会为能源的发展带来质的飞跃。
地热资源主要分为浅层地热和深层地热,干热岩属于深层地热,是指温度150~650 ℃、埋深数千米、内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体[1]。开发干热岩可通过水力压裂造缝方式在地下形成一定规模的人工裂隙系统,然后向人工裂隙内注入工质进行充分热量交换,以提取地热能。裂隙渗流是地下流体渗流的主要形式,单一裂隙的水力特性的研究对理解干热岩的流动传热行为非常重要,国内外学者分别从干热岩裂隙换热实验和数值模拟方面进行了干热岩裂隙换热的相关研究。
在干热岩裂隙换热的实验研究方面,多个学者分析了不同因素对裂隙换热产生的影响。……
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