地熱資源是一種清潔高效的非常規(guī)新能源,儲量豐富具有廣闊的市場應用前景,在地熱開發(fā)中,井筒溫度場是地熱井建井的重要參數(shù),是鉆井流體優(yōu)選的依據(jù),更是熱儲量開采與評價的基礎,如何高效率的利用地熱資源,減少非產層淺井段的沿程損失是關鍵。本文在傳熱學基礎上,建立了長圓筒壁的熱傳導模型,提出了適合于地熱鉆井工程應用的熱損失計算方法,即在熱傳導機理研究和整體井筒分段的基礎上,利用積分的思想,將每段結構離散,并依照相應的熱損失計算模型,對離散后的每部分進行具體的求解,并將求得的熱流密度與該部分對應長度相乘以求得其熱損失,再將每部分熱損失值相加,即為該段結構的總體熱損失。利用ANSYS軟件對地熱井井筒溫度分布進行了數(shù)值模擬,認識到井筒周圍的溫度分布在某一特定時刻,隨著井身深度的不同,溫度分布呈現(xiàn)不同規(guī)律,依據(jù)模型編制了使用的地熱井井筒熱損失分析軟件,并對肯尼亞地區(qū)地熱井井筒溫度進行了評價。模擬計算了地熱井上部非產層1000m井段的熱量損失量,為上部井段是否進行隔熱作業(yè)的提供理論依據(jù)。

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的目的及意義
    1.4 研究的內容
第二章 地熱井井筒熱傳導機理
    2.1 傳熱學基本概念
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 熱傳導機理
    2.2 地熱井筒的熱傳導機理
        2.2.1 井筒結構
        2.2.2 各層井筒熱傳導模型
    2.3 本章小結
第三章 地熱井井筒熱損失模型
    3.1 第一段的總體熱損失
    3.2 第二段的總體熱損失
    3.3 第三段的總體熱損失
    3.4 第四段的總體熱損失
    3.5 本章小結
第四章 井筒熱損失及井筒周圍溫度場分布仿真
    4.1 模型的建立
    4.2 分層情況下井筒熱損失及井筒周圍場分布仿真模型
    4.3 用ANSYS模擬整個井筒的熱損失和溫度場分布
第五章 井筒壓力及蒸汽干度變化計算模型
    5.1 氣液兩相的流動形態(tài)
    5.2 數(shù)學模型建立
        5.2.1 壓降模型
        5.2.2 蒸汽干度變化模型
    5.3 模型求解
        5.3.1 氣液兩相流物性參數(shù)的確定
        5.3.2 持液率H_L和摩阻系數(shù)fm

        5.3.3 模型求解步驟
        5.3.4 計算分析
第六章 井筒熱損失數(shù)字仿真軟件
    6.1 井筒熱損失數(shù)字仿真軟件的總體框架
        6.1.1 建模輸入模塊
        6.1.2 APDL文件生成模塊
        6.1.3 外部接口定義模塊
        6.1.4 外部軟件調用模塊
        6.1.5 結果顯示模塊
    6.2 井筒的仿真分析
第七章 地熱井井筒熱損失實例分析
    7.1 輸入輸出參數(shù)
    7.2 計算實例
    7.3 井筒熱損失有限元分析
    7.4 井筒熱損失敏感性分析
第八章 地熱井套管熱損失保護技術
    8.1 井筒隔熱材料的優(yōu)選
    8.2 涂層材料選擇
    8.3 地熱井井筒隔熱管的研制
    8.4 井筒隔熱管的室內試驗評價
    8.5 地熱井熱損失及經濟效益分析
結論
參考文獻
作者簡介、發(fā)表文章及研究成果目錄
致謝



本文編號：3898910

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