Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill
One of the common sources of thermal energy is the natural heat of the soil. Using this heat can be implemented through the creation of underground soil heat exchangers with the use ofvertical wells. The subject of study is research of thermophysical properties in the soil massif that s...
Saved in:
| Date: | 2016 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/123 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871102990695268352 |
|---|---|
| author | Velychko, V. |
| author_facet | Velychko, V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Velychko",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
}
] |
| author_sort | Velychko, V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:10Z |
| description | One of the common sources of thermal energy is the natural heat of the soil. Using this heat can be implemented through the creation of underground soil heat exchangers with the use ofvertical wells. The subject of study is research of thermophysical properties in the soil massif that surrounding vertical wells.
In this article is possible to find experimental results of soil massif permeability and thermal conductivity of soil that surrounding vertical well during its filling of heat carrier. Determination of the thermophysical properties of soil massif that surrounding vertical well is necessary for determining the size of soil underground heat exchangers surface.One part of this work is the development of the experimental plant for field research of thermal processes in the upper layers of the Earth with vertical wells. On this plant completed the firststage of research - filling of a vertical hole by liquid heat carrier total volume of 663l and an initial temperature of 58 C.As the heat carrier at filling vertical wells uses water in terms of environmental safety - enters in the aquifer, and in terms of ensuring the following researches Temperature measurement of the soil massif at different depths; Determination of thermophysical properties of the soil massif and vertical wells pipes.In conclusion, we see that there is a need for further research of soil massif that surrounding vertical well, with the study of thermal processes at heat carrier motion in the well. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:36:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 57
УДК 536.24; 536.53
В.В.Величко (Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ)
Дослідження закономірностей проникності гірського масиву при запов-
ненні водою вертикальної свердловини
На основі експериментальних досліджень підтверджено тип ґрунтів, що оточують вертикальну свердловину, яка викори-
стовується при проведенні досліджень. Оцінено теплофізичні характеристики масиву ґрунту, що оточує вертикальну
свердловину. Розроблено схему експериментальної установки для натурних досліджень теплових процесів у верхніх шарах
Землі з вертикальними свердловинами. Бібл. 8, табл. 4, рис. 6.
Ключові слова: гірський масив, вертикальна свердловина, інженерно-геологічний елемент, теплофізичні властивості ґрунту.
ORCID: 0000-0001-9979-0994
Вступ. Одним із джерел теплової енергії для
теплопостачання приміщень є природна теплота
ґрунту. Реалізувати її вилучення та використання
можна за допомогою створення вертикальних
підземних теплообмінників. Розмір необхідної
поверхні теплообмінників та акумулюючі влас-
тивості ґрунту залежать від його теплофізичних
властивостей, складу та вологовмісту.
Дослідження процесу поширення тепла в
середовищі описується диференціальним рів-
нянням:
2
2
1 0T T
x a t
. (1)
де a – коефіцієнт дифузійного переносу енергії
(коефіцієнт температуропровідності), для гірсь-
ких порід його середнє значення – 0,0118 м2/год.
Дослідження закономірностей проникності
гірського масиву виконуємо і кількісно визнача-
ємо за законом лінійної фільтрації Дарсі:
Δ
Δ
pQ F
l
. (2)
де Q – загальна витрата рідини, см3/с; κ – коефі-
цієнт проникності, см2; – динамічна в’язкість
рідини, дин·с/см2; Δp/Δl – градієнт тиску,
дин/см3; F – поверхня фільтрації, см2.
Характеристики вертикальної свердлови-
ни. В результаті інженерно-геологічних дослід-
жень на території Національного ботанічного
саду ім. М.М.Гришка НАН України (м. Київ) бу-
ло пробурено одну свердловину глибиною 20 м.
Свердловина була обсаджена обсадною трубою
діаметром 219 мм до глибини 19,8 м. Різьбові
з’єднання труб загерметизовані силіконом і звер-
ху покриті розплавленим бітумом. Ґрунтові води
даною свердловиною розкрито не було.
В геологічній будові товща ґрунтів у межах
розвіданої глибини 20 м розділена на три інжене-
рно-геологічні елементи (ІГЕ):
1 – насипний грунт в інтервалі глибин 0-1 м;
2 – супіски пилуваті, лесоподібні, палево-
бурі, макропористі, карбонатизовані, потужністю
10,2 м, в інтервалі глибин 1-11,2 м;
3 – суглинки легкі, пилуваті, від бурого до
сірувато-бурого, твердої та напівтвердої консис-
тенції, із включенням стяжень карбонатів, гальки
з прошарками піску, потужністю 8,8 м в інтервалі
глибин 11,2-20,0 м.
Виділення в масиві ґрунтів ІГЕ, визначення
їх найменування та середні значення показників
фізичних властивостей ґрунтів виконано згідно
нормативної літератури [1, 2].
На основі трьох зразків проб ґрунту (№1241-
1243) зроблено визначення коефіцієнта теплоп-
ровідності. При цьому було використано стан-
дартний прилад типу ИТ-λ-400 (вимірювач теп-
лопровідності), призначений для вимірювання
© В.В.Величко, 2016
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 58
теплопровідності кристалічних та щільних оса-
дових гірничих порід, з яких можна вибурювати
зразки циліндричної форми діаметром 15 мм та
заввишки 3,5-4 мм [3]. Прилад складається з теп-
лового блоку (блок вимірювальний, блок жив-
лення та регулювання, мікровольт-наноампер-
метр), який призначений для розміщення зразка
для дослідження, задання умов експерименту та
отримання первинної вимірювальної інформації.
Зовнішній вигляд вимірювача теплопровідності
ИТ-λ-400 показано на рис. 1.
Основні технічні характеристики приладу
ИТ-λ-400 такі:
діапазон значень вимірюваних коефіціє-
нтів теплопровідності: від 0,1 до 5,0 Вт/(м·К);
межі допустимої основної відносної по-
хибки вимірювання коефіцієнта теплопровіднос-
ті: ±10%;
діапазон значень середньої температури
зразка: від –100 до +400С.
Рис. 1. Вимірювач теплопровідності ИТ-λ-400.
Методика, що використовується при дослі-
дженні, дозволяє оцінити величину теплопровід-
ності тільки вологих пластичних суглинків та,
можливо, глинистих супісків, які дозволяють
сформувати зразки необхідної форми та розмірів.
Фізико-механічні властивості проб ґрунтів,
що відібрані при бурінні вертикальної свердло-
вини та визначені при дослідженнях із викорис-
танням лабораторного обладнання, наведено в
таблицях 1, 2.
Таблиця 1. Фізико-механічні властивості проб ґрунтів
Лабора-
торний номер
проби
Глибина
відбору проб
ґрунту, м
Наймену-
вання
ґрунту
Природна
вологість W,
д.о.*
Густина
ґрунту ρ,
г/см3
Порож-
нистість n,
д.о.*
Теплопро-
відність λ,
Вт/(м·К)
ІГЕ - 1
1234 1,8-2,0 супіски 0,112 1,76 0,407 –
1225 1,6 супіски 0,207 – – –
1235 2,2-2,4 супіски 0,123 1,80 0,400 –
1236 5,4-5,6 супіски 0,128 1,83 0,392 –
1226 5,4 супіски 0,127 – – –
1237 6,0-6,1 супіски 0,135 1,90 0,373 –
1238 6,4-6,6 супіски 0,128 1,85 0,386 –
1239 9,4-9,5 супіски 0,155 1,98 0,358 –
середнє 0,139 1,85 0,390 –
мінімум 0,112 1,76 0,358 –
максимум 0,207 1,98 0,407 –
ІГЕ - 2
1227 11,6 суглинки 0,191 – – –
1228 12,4 суглинки 0,247 – – –
1229 14,0 суглинки 0,171 – – –
1230 14,4 суглинки 0,168 – – –
1231 16,2 суглинки 0,137 – – –
1232 18,9 суглинки 0,143 – – –
1233 20,0 суглинки 0,161 – – –
1241 12,5-12,7 суглинки – – – 1,31
1242 16,7-16,9 суглинки – – – 1,24
1243 19,8-20,0 суглинки – – – 1,61
середнє 0,174 –
* д.о. – доля одиниці.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 59
Таблиця 2. Гранулометричний склад ІГЕ
Гранулометричний склад, %, для частинок, мм
Лабораторний
номер проби
Глибина
відбору
проб грун-
ту, м
валуни пісок пил глина
1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 <0,005
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ІГЕ - 1
1234 1,8-2,0 0,3 0,8 1,0 17,1 65,3 4,6 10,9
1225 1,6 – – – – – – –
1235 2,2-2,4 - 0,1 0,4 21,8 59,5 7,6 10,6
1236 5,4-5,6 0,1 0,6 2,0 20,6 60,8 5,8 10,1
1226 5,4 – – – – – – –
1237 6,0-6,1 0,1 0,4 1,9 18,4 62,8 6,8 9,6
1238 6,4-6,6 0,2 0,7 1,6 22,9 57,8 6,6 10,2
1239 9,4-9,5 0,1 0,3 2,2 31,9 50,3 5,8 9,4
середнє 0,13 0,48 1,52 22,12 59,42 6,2 10,13
мінімум 0,1 0,1 0,4 17,1 50,3 4,6 9,4
максимум 0,3 0,8 2,2 31,9 65,3 7,6 10,9
По кожній пробі виконувалась серія з 5 вимі-
рювань із відбором зразків у різних місцях цієї
проби, як у верхній, так і в нижній частинах, а
також декілька повторних вимірювань. За літера-
турними даними для глин характерна низька теп-
лопровідність (0,83-1,24 Вт/м·К), для глинистих
піщаників – дещо вища (1,24-1,65 Вт/м·К), тобто
варіації глинистості є одним із факторів, що обу-
мовлює великий діапазон змін теплопровідності
осадових порід [4].
Проведені дослідження дали змогу експери-
ментально встановити характер зміни коефіцієн-
та теплопровідності реальних ґрунтових масивів
у залежності від температури та визначити тип
ґрунтів (суглинок).
Породи двох верхніх горизонтів за теплопро-
відністю майже не відрізняються одна від одної
(1,31 та 1,24 Вт/м·К). Самим теплопровідним є
нижній горизонт (1,61 Вт/м·К) (див. табл. 1).
Експериментальне заповнення теплоносі-
єм вертикальної свердловини. Дослідження
закономірностей проникності гірського масиву
при заповненні водою вертикальної свердлови-
ни проводились на установці, яка створена на
території Національного ботанічного саду
ім. М.М.Гришка НАН України. Ця експеримен-
тальна установка для дослідження теплообміну
теплоносія з гірським масивом верхніх шарів Зе-
млі складається із 7 свердловин глибиною 20 м,
термопар, які встановлені на глибинах від 1
до 12 м, системи опитування, контролю та реєст-
рації сигналів від термопар, системи забезпечен-
ня подачі води в свердловину та вимірювання і
регулювання витрат води (циркуляційного насо-
са, трубопроводів, запірно-регулюючої армату-
ри), перетворювача інтерфейсів та персонального
комп’ютера (багатоточкової системи вимірюван-
ня температур) [5–8].
Схема розміщення дослідної та вимірюваль-
них свердловин та оголовка вертикальної сверд-
ловини для заповнення її теплоносієм наведено
на рис. 2 та 3, складові елементи установки наве-
дено в таблиці 3.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 60
Рис. 2. Схема розміщення дослідної та вимірювальних свердловин.
Рис. 3. Схема оголовка вертикальної свердловини.
Таблиця 3. Складові елементи установки
№
п/п
Назва, тип, марка
Кількість,
шт.
1
Лічильник води (витрата теплоносія 2,5 м3/год) (GROSS ETR-UA 15/80 для г.в. для вимірюван-
ня кількості теплоносія)
1
2 Солярний бойлер (об’єм 500 л, 2 кВт) (Tatramat VTS-500/3) 2
3 Засувка тонкого регулювання потоку теплоносія (Ду = 15 мм) 1
4 Трубопровід поліпропіленовий (PP-R, Ду = 25 мм), довжина одиниці 2 м 3
5
Трубопроводи поліетиленові (ПЕ-100, Ду = 25 мм, стінка 2 мм) прокладено від кімн. 1.1 до вер-
тикальної свердловини та занурено у вертикальну свердловину, довжина одиниці 2 м
20
6 Вертикальна свердловина (глибина 19,80 м, діаметр 219 мм) 1
7
Датчики-термопари (розміщені на 6 контурах навколо вертикальної свердловини та на 7 ярусах
за глибиною, розміщення через кожні 2 м до глибини Н = 12 м)
39
8 Прилади контролю температури (УКТ-38-Щ4-ТП) 6
9
Адаптер мережі (АС-2 для взаємного перетворення сигналів приладів у вигляді "струмової пет-
лі" та сигналів інтерфейсу RS-232
1
10
Робоча станція (РС, персональний комп’ютер та програма для автоматичного контролю техно-
логічних процесів, що дозволяє проводити збір, відображення та архів даних, які надходять від
приладів ОВЕН на ПК)
1
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 61
Cхему експериментальної установки для на-
турних досліджень теплових процесів у верхніх
шарах Землі з вертикальними свердловинами
наведено на рис. 4. Установка складається з
трьох основних компонентів: І – система подачі
та регулювання теплоносія; ІІ – вертикальна
свердловина з датчиками температури; ІІІ –
вимірювальний блок.
За цією схемою теплоносій подається у свер-
дловину через трубопроводи від солярного бой-
лера, вода в якому нагрівається завдяки сонячним
колекторам. Забезпечення потрібного теплового
та гідравлічного режимів дослідження теплооб-
міну відбувається за допомогою трубчастого еле-
ктронагрівача (тена) бойлера (2 кВт) та кількіс-
ного регулювання засувками тонкого регулюван-
ня і байпаса, а витрата теплоносія контролюється
за допомогою лічильника.
Необхідність заповнення вертикальної свер-
дловини водою обумовлена проведенням різного
роду досліджень, таких як вимірювання темпера-
тури гірського масиву на різних глибинах, визна-
чення теплофізичних властивостей гірського ма-
сиву і труб вертикальних свердловин, отримання
води при потраплянні свердловини у водоносний
горизонт.
Дослідження проводилося шляхом закачу-
вання носія з баків-акумуляторів (солярних бой-
лерів) у свердловину №7(В). Початкова темпера-
тура носія в експерименті була 58С.
Реєстрація проведення експериментів з дос-
лідження теплових процесів виконувалася в ав-
томатичному режимі за допомогою багатоточко-
вої системи вимірювання температур.
Результати дослідження оброблені в таблич-
ній формі та представлені у вигляді експеримен-
тальних графіків, які характеризують зміну тем-
ператури і витрати теплоносія, що закачується в
свердловину. Результати проведення закачування
теплоносія наведено в таблиці 4 та на рис. 5, 6.
Рис. 4. Схема експериментальної установки для натурних досліджень теплових процесів у верхніх шарах Землі:
1 – лічильник води; 2 – солярний бойлер (№1, №2); 3 – засувка тонкого регулювання носія; 4 – байпас; 5 – трубопровід пі-
дживлюючий (холодна вода); 6 – трубопровід до свердловини; 7 – трубопровід від свердловини на дренаж;
8 – трубопровід у свердловині; 9 – вертикальна свердловина; 10 – датчики-термопари;
11 – прилади контролю температури; 12 – адаптер сигналів; 13 – міні-комп’ютер.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 62
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100 120 140
Час, хв
Те
м
пе
ра
ту
ра
т
еп
ло
но
сі
я,
г
ра
д
Теплоносій від джерела тепла
Теплоносій в свердловині
Рис. 5. Температура теплоносія, що закачується в свердловину.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40 60 80 100 120 140
Час, хв
Ви
тр
ат
а
те
пл
он
ос
ія
, л
Витрата теплоносія від джерела тепла
Середня витрата теплоносія
Рис. 6. Витрата теплоносія, що закачується в свердловину.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 63
Таблиця 4. Результати закачування теплоносія у вертикальну свердловину
Час, хв
Витрата за показниками
лічильника, м3 Витрата,
л
Швидкість
Температура
теплоносія для
закачування,
С
Температура
теплоносія у
свердловині на
глибині 12 м, С
початок кінець л/хв л/с
0 3589
3589
0
0
0 58 12,2
5
3589
3623
34
6,8
0,113 42 24,7
10
3623
3644
21
4,2
0,7 42 36,2
15
3644
3665
21
4,2
0,7 42 41,6
20
3665
3686
21
4,2
0,7 41 41,9
25
3686
3707
21
4,2
0,7 39 41,9
30
3707
3728
21
4,2
0,7 38 41,6
35
3728
3749
21
4,2
0,7 37 41,3
40
3749
3770
21
4,2
0,7 36 41
45
3770
3791
21
4,2
0,7 35 40,6
50
3791
3812
21
4,2
0,7 34 40,2
55
3812
3823
11
3,4
0,057 33 39,9
60
3823
3865
42
8,4
0,14 46 39,7
65
3865
3907
42
8,4
0,14 46 39,3
70
3907
3949
42
8,4
0,14 46 39
75
3949
3994
45
9
0,15 46 38,5
80
3994
4022
28
5,6
0,093 42 36,6
85
4022
4050
28
5,6
0,093 42 36,6
90
4050
4078
28
5,6
0,093 40 36,3
95
4078
4106
28
5,6
0,093 39 36,1
100
4106
4134
28
5,6
0,093 38 35,8
105
4134
4162
28
5,6
0,093 37 35,6
110
4162
4190
28
5,6
0,093 36 35,4
115
4190
4218
28
5,6
0,093 35 34,6
120
4218
4241
23
4,6
0,077 34 34,3
125
4241
4252
11
2,2
0,037 33 34
Σ=663
Заповнення вертикальної свердловини про-
водилось із середнім значенням витрати теплоно-
сія 5,3 л/хв протягом інтервалу часу 125 хвилин;
загальна витрата теплоносія склала 663 л. В інте-
рвалі часу 0-55 хвилин теплоносій подавався від
солярного бойлера №1 з початковою температу-
рою 58С у кількості 234 л, а в інтервалі часу 60-
125 хвилин – від солярного бойлера №2 з почат-
ковою температурою 46С у кількості 429 л.
Висновки. 1. На території НБС
ім. М.М.Гришка пробурено вертикальну сверд-
ловину глибиною 19,8 м та діаметром 219 мм.
Пропонується використовувати цю свердловину
для вивчення гідродинамічних і теплофізичних
властивостей ґрунту та дослідження вертикаль-
них ґрунтових теплообмінників.
2. Експериментально встановлено характер
зміни та величину коефіцієнта теплопровідності
реальних ґрунтових масивів у залежності від тем-
ператури і підтверджено тип ґрунтів – суглинок.
3. Розроблено схему експериментальної уста-
новки для дослідження вертикальних свердловин.
4. Проведено експеримент із заповненням
свердловини теплоносієм з температурою, фіксо-
ваною в часі та за величиною.
5. Плануються наступні етапи досліджень
вертикальних свердловин при проектуванні ґрун-
тових теплообмінників системи тепло- та холо-
допостачання приміщень НБС ім. М.М.Гришка.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2016. № 2 64
1. ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95) "Грунти. Кла-
сифікація".
2. ДСТУ Б В.2.1-5-96 (ГОСТ 20522-96) "Грунти. Мето-
ди статичної обробки результатів випробувань".
3. Денисова Э.И., Шак А.В. Измерение теплопроводно-
сти на измерителе ИТ-"Лямбда"-400: Методическое руково-
дство к лабораторной работе. – Екатеринбург: ГОУ ВПО
УГТУ-УПИ, 2005. – 35 с.
4. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев,
Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Гри-
горьева, Е.З. Мейлихова. – М.:Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.
5. Морозов Ю.П, Величко В.В., Туз В.О., Олійнічен-
ко В.Г. Експериментальна установка з дослідження теплових
процесів у вертикальних свердловинах в натурних умовах //
Відновлювана енергетика. – 2011. – №1(24). – С. 82–88.
6. ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обес-
печения единства измерений. Термопары. Номинальные
статические характеристики преобразования.
7. УКТ38 Щ4 Устройство для измерения и контроля тем-
пературы восьмиканальное. Руководство по эксплуатации.
8. АС-2 Адаптер интерфейса. Руководство по эксплуа-
тации. – М.ОВЕН. – 17 с.
REFERENCES
1. DSTU B V.2.1-2-96 (HOST 25100-95) "Soils. Classifi-
cation". (Rus)
2. DSTU B V.2.1-5-96 (HOST 20522-96) "Soils. The me-
thods of static processing of test results". (Rus)
3. Denisova E.I., Shak A.V. Measuring thermal conductivi-
ty on the meter IT "Lambda"-400: Methodological Guide to
laboratory work. – Yekaterinburg: GOU VPO UGTU-UPI, 2005.
– 35 p. (Rus)
4. Physical quantities. Directory. Babichev A.P., Babush-
kina N.A., Bratkovskiy A.M. et al.; Eds. Grigoreva I.S., Meylik-
hova Ye.Z. – М.: Energoatomizdat, 1991. – 1232 p. (Rus)
5. Morozov Yu.P, Velychko V.V., Tuz V.O., Oliinichenko
V.H. Experimental research installation with thermal processes
in vertical wells in natural conditions // Vidnovliuvana
enerhetyka. – 2011. – №1(24). – Pp. 82–88. (Ukr)
6. GOST R 8.585-2001 State system for ensuring the uni-
formity of measurements. Thermocouples. Nominal static char-
acteristics of conversion. (Rus)
7. UKT38 Shch4 The eight-channel device for measuring
and controlling the temperature. Manual. (Rus)
8. AS-2 Interface adapter. Manual. – M. OVYEN. – 17 p.
(Rus)
В.В.Величко (Институт возобновляемой энергетики НАН
Украины, Киев)
Исследования закономерностей проницаемости горного
масиива при заполнении водой вертикальной скважины
На основе экспериментальных исследований подтвержден
тип грунтов, окружающих вертикальную скважину, ис-
пользуемую при проведении исследований. Проведена оценка
теплофизических характеристик массива грунта, окру-
жающего вертикальную скважину. Разработана схема
экспериментальной установки для натурных исследований
тепловых процессов в верхних слоях Земли с вертикальными
скважинами. Библ. 8, табл. 4, рис. 6.
Ключевые слова: горный массив, вертикальная скважина,
инженерно-геологический элемент, теплофизические свой-
ства грунта.
Velychko V. (Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine,
Kyiv)
Soil massif permeability pattern research at vertical well
water fill
On the basis of experimental research confirmed the soil type
that surrounding vertical well and used in conducting research.
Conducted estimation of soil massif thermophysical characteris-
tics that surrounding vertical well. Scheme of the experimental
setup developed for field research of thermal processes in the
upper layers of the Earth with vertical wells. References 8, tables
4, figures 6.
Keywords: soil massif, vertical well, scientific-geological ele-
ment, soil thermophysical properties.
SYNOPSES
One of the common sources of thermal energy is natural
heat of the soil. Using this heat can be implemented through the
creation of underground soil heat exchangers with the use of
vertical wells. The subject of study is research of thermophysical
properties in the soil massif that surrounding vertical wells.
In this article is possible to find experimental results of soil
massif permeability and thermal conductivity of soil that sur-
rounding vertical well during its filling of heat carrier.
Determination of the thermophysical properties of soil massif
that surrounding vertical well is necessary for determining the
size of soil underground heat exchangers surface.
One part of this work is development of the experimental
plant for field research of thermal processes in the upper layers
of the Earth with vertical wells. On this plant completed the first
stage of research - filling of vertical hole by liquid heat carrier
total volume of 663l and at initial temperature of 58 C.
As the heat carrier at filling vertical wells uses water in
terms of environmental safety - enters in the aquifer, and in
terms of ensuring the following researches
Temperature measurement of the soil massif at differ-
ent depths;
Determination of thermophysical properties of the
soil massif and vertical wells pipes.
In conclusion, we see that there is a need for further
research of soil massif that surrounding vertical well, with the
study of thermal processes at heat carrier motion in the well.
Стаття надійшла до редакції 04.05.16
Остаточна версія 26.05.16
|
| id | veorgua-article-123 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:01:05Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/88/1f0062544fccb5cc2dbabd03ed0b0588.pdf |
| spelling | veorgua-article-1232026-07-18T06:32:10Z Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill Исследования закономерностей проницаемости горного масиива при заполнении водой вертикальной скважины Дослідження закономірностей проникності гірського масиву при заповненні водою вертикальної свердловини Velychko, V. soil massif vertical well scientific-geological element soil thermophysical properties гірський масив вертикальна свердловина інженерно-геологічний елемент теплофізичні властивості ґрунту горный массив вертикальная скважина инженерно-геологический элемент теплофизические свойства грунта One of the common sources of thermal energy is the natural&nbsp;heat of the soil. Using this heat can be implemented through the creation of underground soil heat exchangers with the use ofvertical wells. The subject of study is research of thermophysical properties in the soil massif that surrounding vertical wells. In this article is possible to find experimental results of soil massif permeability and thermal conductivity of soil that surrounding vertical well during its filling of heat carrier. Determination of the thermophysical properties of soil massif that surrounding vertical well is necessary for determining the size of soil underground heat exchangers surface.One part of this work is the development of the experimental plant for field research of thermal processes in the upper layers of the Earth with vertical wells. On this plant completed the firststage of research - filling of a vertical hole by liquid heat carrier total volume of 663l and an initial temperature of 58 C.As the heat carrier at filling vertical wells uses water in terms of environmental safety - enters in the aquifer, and in terms of ensuring the following researches Temperature measurement of the soil massif at different depths; Determination of thermophysical properties of the soil massif and vertical wells pipes.In conclusion, we see that there is a need for further research of soil massif that surrounding vertical well, with the study of thermal processes at heat carrier motion in the well. На основе экспериментальных исследований подтвержден тип грунтов, окружающих вертикальную скважину, используемую при проведении исследований. Проведена оценкатеплофизических характеристик массива грунта, окружающего вертикальную скважину. Разработана схема экспериментальной установки для натурных исследований тепловых процессов в верхних слоях Земли с вертикальными скважинами. На основі експериментальних досліджень підтверджено тип ґрунтів, що оточують вертикальну свердловину, яка використовується при проведенні досліджень. Оцінено теплофізичні характеристики масиву ґунту, що оточує вертикальну свердловину. Розроблено схему експериментальної установки для натурних досліджень теплових процесів у верхніх шарах Землі з вертикальними свердловинами. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2016-06-23 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/123 Vidnovluvana energetika ; No. 2 (45) (2016): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 57-64 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2 (45) (2016): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 57-64 Відновлювана енергетика; № 2 (45) (2016): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 57-64 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/123/79 Copyright (c) 2016 V. Velychko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | soil massif vertical well scientific-geological element soil thermophysical properties Velychko, V. Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| title | Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| title_alt | Исследования закономерностей проницаемости горного масиива при заполнении водой вертикальной скважины Дослідження закономірностей проникності гірського масиву при заповненні водою вертикальної свердловини |
| title_full | Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| title_fullStr | Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| title_full_unstemmed | Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| title_short | Soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| title_sort | soil massif permeability pattern research at vertical well water fill |
| topic | soil massif vertical well scientific-geological element soil thermophysical properties |
| topic_facet | soil massif vertical well scientific-geological element soil thermophysical properties гірський масив вертикальна свердловина інженерно-геологічний елемент теплофізичні властивості ґрунту горный массив вертикальная скважина инженерно-геологический элемент теплофизические свойства грунта |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/123 |
| work_keys_str_mv | AT velychkov soilmassifpermeabilitypatternresearchatverticalwellwaterfill AT velychkov issledovaniâzakonomernostejpronicaemostigornogomasiivaprizapolneniivodojvertikalʹnojskvažiny AT velychkov doslídžennâzakonomírnostejproniknostígírsʹkogomasivuprizapovnennívodoûvertikalʹnoísverdlovini |