ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2271465

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОЙ ЭНЕРГИИ, ЗАКЛЮЧЁННОЙ В ПЛАСТАХ ЗЕМЛИ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОЙ ЭНЕРГИИ,
ЗАКЛЮЧЁННОЙ В ПЛАСТАХ ЗЕМЛИ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Имя изобретателя:  Буслаев Виктор Федорович (RU); Вдовенко Василий Леонтьевич (RU); Нор Алексей Вячеславович
Имя патентообладателя: Ухтинский государственный технический университет (RU)
Адрес для переписки: 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, 13, УГТУ, патентная группа НИЧ
Дата начала действия патента: 2002.01.11 

Способ предназначен для получения электроэнергии с использованием природной энергии, заключенной в пластах земли с высоким давлением. Способ получения электроэнергии включает размещение турбины в скважине, в которую подают агент высокого давления, и электрогенератора с кабелем. При этом в обсаженную скважину в интервале между проявляющим пластом высокого давления и поглощающим пластом низкого давления устанавливают турбину, соединенную с помощью труб с генератором электрической энергии, осуществляют переток агента из пласта высокого давления в пласт низкого давления и на поверхность. Регулирование потоков агента в затрубное и трубное пространство осуществляют распределительным клапаном, расположенным в нижней части сборки турбогенератора, а также отверстием между корпусом турбины и трубы, соединяющим трубное пространство с затрубным. Способ позволяет эффективно получать электроэнергию, используя энергию, заключенную в пластах с высоким давлением.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области разработки месторождений углеводородов и создания электроэнергии с использованием природных факторов.

Известен способ производства электрической энергии для питания геофизических приборов Патент РФ №2172827, 7МПК Е 21 В 47/00, Н 02 К 5/12, опубл. ОБ №24, 27.08.2001 г., где источником энергии является поток промывочной жидкости, подаваемой буровым насосом для промывки скважины.

Недостатками этого способа являются использование искусственной энергии бурового насоса, без использования природных факторов и воспроизводства электрической энергии.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, реализуемый устройством АС РФ №1820021, 5 МКИ F 03 В 13/00, опубл. ОБ №21, с. 81, 1993, где для получения электроэнергии используется турбина и электрогенератор в артезианской скважине, где под действием гидравлической энергии добываемой воды осуществляется трансформация гидравлической энергии в электрическую. Недостатком его является то, что этот способ реализуется при добыче воды из скважины, необходимость которой не актуальна для переувлажненных условий Севера и на море, а излив пластовой воды может привести к нарушению природного водного баланса и загрязнению окружающей среды. Также к недостаткам можно отнести низкую полноту извлечения энергии из добываемой воды артезианской скважины и ее использование, большие затраты на производство электроэнергии.

Изобретением решается задача использования природной энергии за счет разницы энергии (давления) пластов и перетока жидкости или газа из пласта с высоким давлением в пласт с низким давлением, с целью повышения эффективности получения электроэнергии путем использования энергии, заключенной в пластах с высоким давлением.

Для достижения названной цели в предлагаемом способе, включающем размещение турбины в скважине, в которую подают агент высокого давления (это может быть жидкость или газ), генератора и кабеля, причем турбину, соединенную с помощью труб с генератором, устанавливают в обсаженной скважине в интервале между проявляющим пластом высокого давления и поглощающим пластом низкого давления, затем осуществляют переток агента из пласта высокого давления в пласт низкого давления и на поверхность.

Регулирование потоков агента в затрубное и трубное пространство осуществляют распределительным клапаном, расположенным в нижней части сборки турбогенератора, а также за счет отверстия между корпусом турбины и трубы, соединяющим трубное пространство с затрубным.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОЙ ЭНЕРГИИ, ЗАКЛЮЧЁННОЙ В ПЛАСТАХ ЗЕМЛИ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ. Патент Российской Федерации RU2271465

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена скважина со вскрытым пластом высокого давления и вскрытым пластом низкого давления, в интервале между пластами установлена турбина 1, которая соединена с генератором 2 с помощью труб 3, выполняющих функцию вала. Управление перетоком агента, проходящего через турбину, осуществляется разделением потока из пласта высокого давления использованием регулировочного клапана-распределителя 4.

Для очистки потока флюида в нижней части турбины установлен фильтр 5. Поток жидкости, проходящий через турбину, выходит из отверстия 6 в затрубное пространство. При необходимости добычи флюида пласта высокого давления открывается задвижка 7, а величина давления и потока управляется регулировочным дросселем 8.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

На Лаявожском нефтегазоконденсатном месторождении Ненецкого округа пластовое давление девонских отложений на глубине 4000 м составляет 65,0 МПа, суточный дебит пластовой воды составляет 5000 м3 /сут. Пластовое давление карбоновой залежи составляет на глубине 2500 м 25,0 МПа. Необходимо в процессе разработки карбоновой залежи обеспечить поддержание пластового давления путем перетока пластовой воды из девонских отложений.

Межпластовый перепад давления с учетом столба жидкости и гидравлических сопротивлений составляет 20,0 МПа. Гидравлическая мощность турбины оценивается по формуле:

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОЙ ЭНЕРГИИ, ЗАКЛЮЧЁННОЙ В ПЛАСТАХ ЗЕМЛИ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ. Патент Российской Федерации RU2271465

При установке турбины в интервале между пластами при полном перемещении потока через турбину при к.п.д., равном 0,5, выработка электроэнергии составит 567 кВт/сутки на одну скважину.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

  1. Способ получения энергии, включающий размещение турбины в скважине, в которую подают агент высокого давления, генератора с кабелем, отличающийся тем, что в обсаженную скважину в интервале между проявляющим пластом высокого давления и поглощающим пластом низкого давления устанавливают турбину, соединенную с помощью труб с генератором электрической энергии, осуществляют переток агента из пласта высокого давления в пласт низкого давления и на поверхность.

  2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулирование потоков агента в затрубное и трубное пространства осуществляют распределительным клапаном, расположенным в нижней части сборки турбогенератора, а также отверстием между корпусом турбины и трубы, соединяющим трубное пространство с затрубным.

Версия для печати
Дата публикации 23.11.2006гг


вверх