Геотехнология

6.8. Добыча и использование тепла Земли 
 
В последние годы исследуются возможности использования глу-
бинного тепла Земли в качестве дополнительного источника энергии. 
Эта идея, выдвинутая впервые К.Э. Циолковским в 1897 году, развита в 
дальнейшем В.А. Обручевым (1920 г.) и Ч. Парсоном (1925 г.). Она по-
ложена в основу исследований 60–70-х годов по геотермике, выполнен-
ных Ю.Д. Дядькиным, Э.В. Богуславским, учеными Франции и США, 
Германии.
С конца 1994 года геотермальными водами обеспечиваются 640 
квартир в г. Нойштадте-Глеве. Горячую воду добывают с глубины 2 250 
м с температурой 100 °С. Из общей мощности построенных ТЭЦ в 9,5 
МВт 6,5 МВт производится за счет геотермальных вод.
Внимание к геотермальным месторождениям обусловлено тем, что 
пригодные для использования их ресурсы составляют 137 трлн т услов-
ного топлива, что на порядок превосходит топливные ресурсы мира. 
Кроме того, опыт использования геотермальных теплоносителей в бла-
гоприятных условиях показал, что они в 2–5 раз выгоднее топливных и 
атомных энергоустановок. Однако доля геотермальной электроэнергии 
в мировом топливно-энергетическом балансе чрезвычайно мала и со-
ставляет около 0,16 %. Хотя практическое использование тепла Земли 
начато еще 4 тыс. лет назад, а научное изучение – 25 веков тому назад, 
только в 1828 году в Лардеролло в Италии был сделан первый шаг в 
геотехнологии – пробурили первую геотермальную скважину. В 1905 
году в Италии начала действовать первая геоГЭС.
Геотермальная технология – совокупность знаний о способах, 
средствах и процессах добычи, обработки и доставки потребителям 
геотермальных теплоносителей, обеспечивающих экономическую эф-
фективность их использования.

---

118
Геотермальные ресурсы – часть теплосодержания твердой, жидкой 
и газообразной фаз земной коры, которая может быть эффективно из-
влечена из недр и использована при данном уровне развития геотер-
мальной технологии и энергетики.
Геотермальная система – совокупность природных образований, 
инженерных сооружений, технических средств и обусловленных ими 
физических и технологических процессов, обеспечивающая добычу из 
недр, обработку и доставку потребителю кондиционного теплоносителя 
в условиях данного геотермального месторождения.
Рис. 6.14. Принципиальная схема геотермальной циркуляционной 
системы
Принципиальная схема геотермальной циркуляционной системы 
приведена на рис. 6.14. Основными элементами такой системы являют-

---

119
ся: зона теплоотбора с геотермальным коллектором, геотермальные 
скважины, поверхностный технологический комплекс. В систему вхо-
дят как минимум две скважины: НС – нагнетательная и ДС – добычная. 
Для увеличения площади контакта теплоносителя с породным масси-
вом в последнем формируются трещины гидроразрыва Т
р
, образующие 
геотермальный коллектор. 
Поверхностный технологический комплекс включает: Н – цирку-
ляционные насосы, ТО – промежуточный теплообменник между конту-
рами первичного и рабочего теплоносителя, М
тт
– магистральную теп-
лотрассу; Q
дг
– теплообменник для получения дополнительной внешней 
энергии при догреве теплоносителя; П – теплообменный аппарат по-
требителя; М
вп
– магистральный водопровод. 
Зона теплоотбора – это участок массива, примыкающий к геотер-
мальным скважинам, на котором осуществляется дренирование при-
родных и фильтрация нагнетаемых с поверхности теплоносителей и ох-
лаждение твердых горных пород.
Геотермальный коллектор – совокупность естественных или ис-
кусственных фильтрационных каналов в зоне теплоотбора, в которых 
формируется и поступает к добычным геотермальным скважинам поток 
природного или нагретого в процессе теплообмена с горячими порода-
ми геотермального теплоносителя.
Геотермальные скважины делят на:
•
параметрические (для изучения геотермических и гидрологи-
ческих условий региона);
•
разведочные (для изучения геотермального месторождения и 
подсчета запасов);
•
эксплуатационные (для вскрытия коллекторов и обеспечения 
добычи энергии);
•
разведочно-эксплуатационные.
Эксплуатационные скважины делят на:
•
добычные – для подъема геотермального теплоносителя на по-
верхность;
•
нагнетательные – для закачки в геотермальный коллектор от-
работанного теплоносителя;
•
вспомогательные – для размещения контрольно-измерительной 
аппаратуры, добычи подземных вод, подземного захоронения отрабо-
танных теплоносителей или их вредных компонентов;

---

120
•
специальные – для создания искусственных коллекторов, про-
тивофильтрационных экранов и завес, других работ, необходимых для 
повышения эффективности эксплуатации месторождения.
Технологическая классификация геотермальных систем включает 
три классификационных признака:
•
природно-технологические особенности геотермальных кол-
лекторов;
•
способы подъема теплоносителя по добычным скважинам;
•
способы кондиционирования, доставки потребителю, после-
дующей утилизации или сброса теплоносителя.
Все системы разработки гидротермальных месторождений можно