地源热泵地埋管换热系统的井壁边界条件对地层热物性影响规律的研究

项目名称： 地源热泵地埋管换热系统的井壁边界条件对地层热物性影响规律的研究

项目编号： No.51174097

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 矿业工程

项目作者： 陈宝义

作者单位： 吉林大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 地埋管换热系统的地下空间是通过钻井方法完成的。在常规回转切削钻井过程中，在井壁一定尺度范围内，地层的原状结构遭到破坏，地下水的渗透性被改变，地应力得以释放，使井周地层热物性发生变化，产生了因施工方法导致的附加热阻带，降低了热交换效果。但在国内外所有的地埋管换热器设计理论和设计软件中，均未意识到这一问题的存在。而这一问题应该是影响换热效果的重要因素。本课题的研究目标就是在常规钻井条件下，井壁条件对地层热物性的影响机理及影响程度。在此基础上，建立挤密钻井条件下的井壁传热模型，定量分析井壁边界变化对地埋管换热系统换热效率的影响。研究导热系数与压应力、空隙度的变化关系。通过非线性有限元数值模拟，研究不同压应力与振动参数对地层热物性的影响。开展挤密钻井试验，研究钻井工艺参数与井周条件的关系，为地埋管换热系统的科学设计，在井壁条件的描述、模型的建立、改善井壁条件的方法等方面，提供基础性、规律性认识。

中文关键词： 地埋管换热器；井壁区；挤密压应力；导热系数；热阻

英文摘要：

英文关键词： underground heat exchanger；borehole wall zone；compression stress of extruding；heat conductivity coefficient；thermal resistance