地下水渗流对中深层地埋管取热性能的影响规律

中深层地热能是我国重点发展的可再生能源，中深层地下水渗流会对埋管取热性能和取热可持续性产生重要影响，但其影响规律在长时间、多周期情况下尚不明确。为此，基于自主开发的埋管与地层双向耦合传热解析模型，通过一原位试验井参数，研究了埋管在单个取热期、多取热周期情况下的性能，并通过变化率、降低程度等重要参数定量评估了地下水渗流的影响。研究结果表明：(1)单个取热期中，地下水渗流对埋管出口温度和取热功率的增幅作用在取热初始时刻很小，随着运行时间累积而增长；(2)单个取热期中，当试验井中达西速度大于3×10^-7 m/s时，含水层中的局部降低程度才低于无含水层，此时增强了局部取热可持续性；(3)多周期取热时，在各个达西速度下，取热期瞬态阶段的取热性能随运行年限的降低程度要高于取热期稳定阶段；(4)多周期取热中达西速度在4×10^-7 m/s以上时局部降低程度近似为0，此时每年取热期的取热性能维持不变。结论认为，建立的中深层地埋管与地层双向耦合传热解析模型，分析了埋管取热性能随地下水渗流速度的变化规律，为我国中深层地热能的开发利用奠定了基础。