固井水泥对同轴型换热系统取热效果影响数值分析

同轴型换热器(CBHE)地热系统换热面积大,可有效开发深部地热资源开发。针对系统内管流体热损失,本文采用了多层结构保温管柱,而前人的研究多将其简化为单层结构,与实际情况不符,因此本文建立了考虑多层结构管柱的非稳态传热模型,通过有限差分法进行数值求解。由于水泥是井筒与地层间的传热热阻,因此重点分析了其对系统取热效果的影响。结果表明,水泥对取热效果影响显著,引入影响因子W定量表征水泥对取热效果影响程度的变化。研究发现,随着地层导热系数、地温梯度及井深的增加,W明显升高,因此对于深部高温地热资源的开发,有必要开展高导热水泥的研究。