[发明专利]地热供暖U型对接井水平段经济长度设计方法

说明书

本发明涉及地热供暖技术领域，涉及一种基于净现值的地热供暖U型对接井水平段经济长度设计方法，其包括：一、输入U型对接井的基本参数；二、从水平段长度为0开始，每隔1段长度，计算消耗泵功，计算投资，确定成本；同时计算出口温度及取热量，计算收入；三、根据成本和收入计算不同水平段长度所对应的净现值NPV；四、在计算的水平段长度NPV最大值就是水平段最佳经济长度，在计算的水平段长度中NPV中为0的水平段长度就是水平段长度的经济界限。本发明从经济角度确定了U型对接井最佳水平段长度与经济界限，为地热供暖U型对接井的设计与运行提供了一定的理论依据。

技术领域

本发明涉及地热供暖技术领域，具体地说，涉及一种基于净现值的地热供暖U型对接井水平段经济长度设计方法。

背景技术

U型对接井是利用直井和水平工程井中的钢套管形成“U”型管，利用井筒本身进行换热，不存在地下水水位降低、回灌困难、地热尾水污染环境的问题，绿色环保。其由下降段、水平段和上升段三部分组成。在井深一定的情况下，增加水平段长度可以增大循环工质的换热面积，能有效提高U型对接井的取热能力。但是，水平段长度越长也意味着钻井成本的增加，如何在技术上和经济上寻求U型对接井水平段长度的契合点，从而确定水平段经济长度，目前没有解决。

发明内容

本发明的内容是提供一种地热供暖U型对接井水平段经济长度设计方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的地热供暖U型对接井水平段经济长度设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、输入U型对接井的基本参数，包括井身结构、井眼尺寸和运行参数；

二、从水平段长度为0开始，每隔1段长度，计算消耗泵功，计算投资，确定成本；同时计算出口温度及取热量，计算收入；

三、根据成本和收入计算不同水平段长度所对应的净现值NPV，一直计算到目前技术上能达到的最长水平段长度为止；

四、在计算的水平段长度中NPV最大值所对应的水平段长度就是水平段最佳经济长度L_opte，在计算的水平段长度中所对应的NPV为0的水平段长度就是水平段长度的经济界限[L_min，L_max]；意即，当水平段长度取L_opte时，取得最大收益，当水平段在L_min，L_max之间时，有收益。作为优选，投资包括U型对接井工程投资、U型对接井燃料动力费用和U型对接井经营管理费用。

作为优选，U型对接井工程投资包括固定投资和与水平段长度相关的投资，即：

CO_GC＝CO_GD+CO_BD；

式中，CO_GC为U型对接井工程投资；CO_GD为与水平段长度无关的固定投资，包括直井段钻井费用、斜井段钻井费用、除开钻井费用以外的其他井下固定投资及地面工程建设投资费用；CO_BD为水平段相关的固定投资，主要指水平段的钻井费用；设水平段每米钻井费用随水平段的延伸呈等差数列增长，则水平段每米钻井费用又可表示为：

CO_H＝CO_H0+r_HL；

则CO_BD＝CO_H·L＝CO_H0·L+r_HL²；

上两式中，CO_H为水平段每米钻井费用；L为水平段长度；CO_H0为水平段每米钻井费用基值；r_H为水平段每米钻井费用增长系数。

作为优选，U型对接井燃料动力费用为：