Подземная система извлечения геотермальной энергии - RU2018141341A

1. Подземная система (1) извлечения геотермальной энергии для извлечения тепла из подземного пласта (2), содержащая

нагнетательную скважину (3), содержащую первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию (4), расположенную в первом стволе (5) скважины с образованием первого затрубного пространства (6) между ними, и проходящую от поверхности в подземный пласт и выполненную с возможностью нагнетания рабочей текучей среды через первое нагнетательное отверстие (7) в эксплуатационную область (100), определенную в подземном пласте, и, тем самым, получения нагретой рабочей текучей среды, и

первую эксплуатационную скважину (8), содержащую вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию (9), расположенную во втором стволе (10) скважины с образованием второго затрубного пространства (И) между ними, и проходящую от поверхности в упомянутый подземный пласт, в упомянутую эксплуатационную область, и выполненную с возможностью извлечения нагретой рабочей текучей среды через первое эксплуатационное отверстие (12),

причем первая скважинная трубчатая металлическая конструкция нагнетательной скважины содержит первый затрубный барьер (20, 20а) и второй затрубный барьер (20, 20b), выполненные с возможностью разжатия в первом затрубном пространстве для примыкания к стенке первого ствола скважины для изоляции эксплуатационной зоны (101) в упомянутой эксплуатационной области, при этом каждый затрубный барьер содержит:

трубчатую металлическую часть (21), установленную в качестве части первой скважинной трубчатой металлической конструкции и имеющую первое разжимное отверстие (22) и наружную поверхность (23),

разжимную металлическую муфту (24), окружающую трубчатую металлическую часть и имеющую внутреннюю поверхность (25), обращенную к упомянутой трубчатой металлической части, и наружную поверхность (26), обращенную к стенке ствола скважины, причем каждый конец (27, 28) разжимной металлической муфты соединен с трубчатой металлической частью, и

затрубное пространство (29) между внутренней поверхностью разжимной металлической муфты и трубчатой металлической частью, причем разжимная металлическая муфта выполнена с возможностью разжиматься так, что она примыкает к стенке первого ствола скважины, путем введения текучей среды под давлением в затрубное пространство через первое разжимное отверстие,

при этом первое нагнетательное отверстие (7) расположено в первой скважинной трубчатой металлической конструкции (4) между первым затрубным барьером (20, 20а) и вторым затрубным барьером (20, 20b), и эксплуатационная зона (101) расположена между первой скважинной трубчатой металлической конструкцией (4) и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией (9), так что обеспечивается возможность извлечения нагретой рабочей текучей среды во вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию (9) через первое эксплуатационное отверстие (12).

2. Система по п. 1, в которой вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция (9) содержит первый затрубный барьер (20, 20а) и второй затрубный барьер (20, 20b).

3. Система по п. 1 или 2, содержащая вторую эксплуатационную скважину (8b), имеющую вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию (9b) и первое эксплуатационное отверстие (12b).

4. Система по любому из пп. 1-3, в которой первая скважинная трубчатая металлическая конструкция (4) содержит дополнительные затрубные барьеры (20, 20с), изолирующие вторую эксплуатационную зону (102) в эксплуатационной области.

5. Система по любому из пп. 1-4, в которой нагнетательная скважина (3) и эксплуатационная скважина (8) имеют вертикальную часть (14) и горизонтальную часть (15).

6. Система по любому из пп. 1-5, в которой первая скважинная трубчатая металлическая конструкция (4) и/или вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция (9) содержат/содержит по меньшей мере одно устройство (42) управления потоком.

7. Система по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащая насос (50), выполненный с возможностью регулирования давления рабочей текучей среды в первой скважинной трубчатой металлической конструкции (4).

8. Система по пп. 4 и 6, дополнительно содержащая средство регулирования устройств (42) управления потоком для обеспечения возможности избирательного нагрева текучей среды в каждой эксплуатационной зоне (101, 102) так, чтобы одновременно использовалась только часть упомянутой эксплуатационной области.

9. Система по любому из пп. 1-8, в которой нагнетательная скважина (3) и/или эксплуатационная скважина (8) дополнительно содержат/содержит по меньшей мере один боковой отвод (16), выходящий из основной части скважины (3, 8) и содержащий боковую скважинную трубчатую металлическую конструкцию (17), соединенную по текучей среде со скважинной трубчатой металлической конструкцией (4, 9) в основной части скважины (3, 8).

10. Система по любому из пп. 1-9, содержащая нагнетательную скважину (3) и множество эксплуатационных (8, 8a-h) скважин, окружающих нагнетательную скважину (3).

11. Способ подземного извлечения геотермальной энергии для извлечения тепла из подземного пласта (2) с помощью подземной системы (1) извлечения геотермальной энергии по любому из пп. 1-10, в котором

повышают давление в первой скважинной трубчатой металлической конструкции нагнетательной скважины для разжатия затрубных барьеров,

обеспечивают соединение по текучей среде через нагнетательное отверстие в первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

разрывают эксплуатационную зону путем повышения давления текучей среды, такой как текучая среда, имеющаяся в первой скважинной трубчатой металлической конструкции, или текучая среда разрыва, в первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

вводят рабочую текучую среду в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию нагнетательной скважины и затем в эксплуатационную зону, и

извлекают нагретую рабочую текучую среду из эксплуатационной зоны.

12. Способ по п. 11, в котором, перед тем как обеспечить соединение по текучей среде через нагнетательное отверстие в первой скважинной трубчатой металлической конструкции, перфорируют первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию с образованием упомянутого нагнетательного отверстия.

13. Способ по п. 11, в котором, перед тем как обеспечить соединение по текучей среде через нагнетательное отверстие в первой скважинной трубчатой металлической конструкции, открывают нагнетательное отверстие, например, посредством выдвигания скользящей муфты (61) из положения закрытия нагнетательного отверстия.

14. Способ по любому из пп. 11-13, в котором вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция (9) содержит первый затрубный барьер (20, 20а) и второй затрубный барьер (20, 20b), причем в упомянутом способе дополнительно повышают давление во второй скважинной трубчатой металлической конструкции для разжатия затрубных барьеров второй скважинной трубчатой металлической конструкции (9).

15. Способ по п. 11, в котором, перед тем как повысить давление во второй скважинной трубчатой металлической конструкции для разжатия затрубных барьеров, перфорируют вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию с образованием эксплуатационного отверстия.

16. Способ по п. 11, в котором перед, тем как повысить давление во второй скважинной трубчатой металлической конструкции для разжатия затрубных барьеров, открывают эксплуатационное отверстие второй скважинной трубчатой металлической конструкции, например, путем выдвигания скользящей муфты (61) из положения закрытия эксплуатационного отверстия.

17. Способ по любому из пп. 11-16, в котором дополнительно разрывают эксплуатационную зону путем повышения давления текучей среды во второй скважинной трубчатой металлической конструкции.

18. Способ по п. 17, в котором дополнительно останавливают разрыв эксплуатационной зоны из первой скважинной трубчатой металлической конструкции при проведении разрыва из второй скважинной трубчатой металлической конструкции.

19. Способ по п. 18, в котором дополнительно регистрируют перепад давлений в первой скважинной трубчатой металлической конструкции при проведении разрыва эксплуатационной зоны из второй скважинной трубчатой металлической конструкции.