“泥人”似乎总是谈论水。钻井液补水的质量是泥浆学派和文章中反复出现的话题。当谈到水的话题时,你偶尔会看到白眼,所以我不打算讨论这种水。本文将讨论混合地热浆液和水在混合地热浆液的质量、可泵性和最终热导率中的作用。

当我们开始教授地热灌浆课程时,我们关注的是砂粒质量。我们推荐大小均匀、含水量<0.1%(完美情况下)的圆形颗粒。对于那些使用沙子或沙子/石墨组合的人,我们仍然推荐这个。然而,我们越来越多地看到沙子作为“新”添加剂和热导率(TC)助推器的地位被石墨产品所取代。这是完全可以理解的,因为工程师和系统设计师在他们的混合物中寻求更高的TC值(高达1.9 Btu/hr/ft/F),但仍然想要可泵、易于安装的灌浆。

水的少量增加不仅会改变预期的热导率,还会影响悬浮、安装时间和井下渗透率。

我们现在把注浆课程和现场考察的重点放在水上,水是我们添加到地热注浆混合物中的普通成分。虽然膨润土浆液和石墨的质量很重要,但它们并不是我们在地热项目中发现的大多数问题的罪魁祸首。水质,虽然也是一个因素,但也不是重点,因为我们大多数人都知道使用可靠的优质水源,如市政或当地的水井。我们对水的关注是我们泵出的地热混合物中的水量。

地热灌浆制造商很早就发现,石墨在地热混合物中是一个“大杠杆”。这意味着只需少量的石墨就能显著提高TC值。混合水的量直接影响石墨杠杆的摆动——即热导率——以一种出乎意料的大的方式。在典型的含石墨混合物中,增加1加仑的水,热导率将下降15%。这意味着如果你应该加入15加仑的水到你的混合物中,而实际的量是16加仑,预期的1.2 TC值可能测试为1.02 TC。同样,减少1加仑的水会使TC值相反。

下表显示了当水从混合物中加入或除去时对TC值的影响。该图表假设50磅地热灌浆、24磅石墨片和15加仑水的正常混合,这种混合产生的灌浆值为1.2 TC。注意,当少量调整混合物中的水时,TC会发生较大的变化。

CETCO TC BOOSTER对水含量的影响

水的少量增加不仅会改变预期的热导率,还会影响悬浮、安装时间和井下渗透率。我们的研发技术人员努力为每个TC值范围获得最佳的浆液/石墨/水混合物。因此,我们在我们的技术数据表(TDS)和在线地热计算器结果中公布了完整的混合,包括水量。

有三种方法可以确保你的用水量计算准确无误。

  • 用秤称水的重量。在58华氏度(地下温度)下,美国一加仑液体淡水重8.334磅(磅)或3.780公斤(公斤)。对于一个15加仑的混合物,称出125.1磅的水到你的搅拌器中,并标记出以后批次的水位。值得注意的是,水的密度随着温度的降低而增加,在冰点时最高为8.34磅/加仑,在110华氏度时最高为8.27磅/加仑。这意味着,根据重量,在炎热的日子里,你要加更少的水,而在寒冷的日子里,你可能要加更多的水,因为水在寒冷的时候密度更大。
  • 使用正确率为±1.5%的水表。我们已经看到一些不太贵的水表在精度上有所不同,所以要小心。
  • 手工测量每批灌浆机所需的水量。一旦你确定测量,标记浆糊和使用该水平的未来批次。

花点时间检查你的水位对未来的工作有好处。你可能会对你的结果和预期结果感到惊讶。如果在过去,你的TC值偏离了发布的目标,你可能是大杠杆的受害者。