Подземный водоисточник-накопитель для деривационных скважинных гэс

Заявляемая полезная модель относится к энергетике и в качестве подземного водохранилища может быть применена для создания деривационных скважинных гидроэнергоисточников. Она может быть применена не только для целей промышленного (энергетического) назначения, но и для питьевого, а также хозяйственно-бытового использования.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание подземного водоисточника-накопителя для деривационных скважинных ГЭС, обладающего большими производительностями подземного ее аккумулирования водоносной зоной и дренирования из нее в гидроэнергетическую скважину.

Достигается поставленная задача тем, что подземном водоисточнике-накопителе для деривационных скважинных ГЭС, принятом в качестве прототипа, содержащем емкость подземного гидроаккумулирования, до которой пробурены нагнетательные скважины и устья которых сообщены с источником воды; являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину, пробуренную до стока воды, например до штольни или зоны ее ухода, или поглощения и в которой установлен извлекаемый пакер; трасса гидроэнергетической скважины такова, что ею выше стока воды пересечена емкость подземного гидроаккумулирования, с которой и она сообщена с ней, при этом уровень воды в гидроэнергетической скважине расположен выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода или поглощения; сама гидроэнергетическая скважина выполнена с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроагрегата, либо установки его, например в штольне с подсоединением его к выходу гидроэнергетической скважины, а также подсоединения к выходу гидроэнергоагрегата электро- и(или) теплопроводов, емкостью подземного гидроаккумулирования является подземная водоносная зона, а нагнетательные скважины пробурены направленно с горизонтальным, либо с многоствольными горизонтальными их окончаниями в этой зоне.

На фиг.1 приведена схема осуществления заявляемого ПВ-Н; на фиг.2 - схематичное изображение варианта регулирующего устройства в нагнетательной скважине; на фиг.3 - схема установки извлекаемого пакера в гидроэнергетической скважине; на фиг.4 - схема установки скважинного гидроэлектроагрегата в гидроэнергетической скважине; на фиг.5 - схема установки вихревого теплогенератора в штольне; на фиг.6 - схема установки гидроэлектроагрегата в штольне.

Заявляемый подземный водоисточник-накопитель для деривационных скважинных ГЭС, позволяет достичь приемущества, заключающиеся в более высоких производительностях подземного аккумулирования воды в водоносной зоне и дренирования из нее в гидроэнергетическую скважину и, как следствие, в технологиях микро- или малой гидроэнергетики:

- реализацию возможностей регулирования стока запасенной воды при работе ГЭС, в том числе в различные периоды времени, и оптимизировать режимы ее работы;

- увеличить важнейший показатель назначения микро- или мини ГЭС, ее мощность.

Он может быть использован и для целей неэнергетического назначения, в частности для питьевых и хозяйственно-бытовых. В гористой местности, при его высотном положении превышающем положение потребителя воды в водоводе к потребителю (аналогичном гидроэнергетической скважине в заявляемом ПВ-Н), благодаря этому разновысотному положению, в этом водоводе создается напор воды, за счет которого может быть осуществлено прокачивание воды по трубопроводам системы водоснабжения потребителя. Такая схема реализации подземно аккумулированной воды может быть энергосберегающей, так как она не требует для прокачивания воды дополнительных затрат энергии.

Заявляемая полезная модель относится к энергетике и в качестве подземного водохранилища может быть применена для создания деривационных скважинных гидроэнергоисточников. Она может быть применена не только для целей промышленного (энергетического) назначения, но и для питьевого, а также хозяйственно-бытового использования.

Известен способ гидроаккумулирования (патент РФ 2341618, заявка 2006137401/03 от 23.10.2006. МПК Е02В 9/00; опубл. 20.12.2008), который относится к энергетике и может быть применен для обеспечения возможности использования потенциала аккумулированной в емкости подземного гидроаккумулирования воды с целью последующей выработки энергоресурсов (тепловой или электрической энергии) в условиях, в которых поверхностное гидроаккумулирование является технически труднореализуемым, экономически или экологически нецелесообразным или недопустимым. Кроме аккумулирования воды в поземной емкости, его использование позволяет: создавать гидроэнергетический потенциал без затопления и выведения из хозяйственного оборота поверхностных земель и территорий, что характерно для приплотинного создания гидроэнергопотенциала; создавать гидроэнергетический потенциал и беспроблемно использовать его круглогодично в условиях резкоконтинентального климата, это позволяет освободиться от известных трудностей, возникающих при эксплуатации приплотинных малых и микроГЭС на небольших реках в зимние периоды, в т.ч. связанных с перемерзанием водотоков; в паводковые периоды аккумулировать воды в емкостях подземного гидроаккумулирования и этим уменьшать объемы паводковых подтоплений и уменьшать отрицательные последствия воздействия паводковых потоков (затоплений, разрушений и др.), а в горных условиях - селей.

Техническая его реализация осуществляется устройством - подземным водоисточником-накопителем для деривационных скважинных ГЭС, содержащим емкость подземного гидроаккумулирования, до которой пробурены нагнетательные скважины и устья которых сообщены с источником воды; являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину, пробуренную до стока воды, например до штольни или зоны ее ухода, или поглощения и в которой установлен извлекаемый пакер; трасса гидроэнергетической скважины такова, что ею выше стока воды пересечена емкость подземного гидроаккумулирования, с которой и она сообщена с ней, при этом уровень воды в гидроэнергетической скважине расположен выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода или поглощения; сама гидроэнергетическая скважина выполнена с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроагрегата, либо установки его, например в штольне с подсоединением его к выходу гидроэнергетической скважины, а также подсоединения к выходу гидроэнергоагрегата электро- и(или) теплопроводов.

Наличие дополнительной гидроэнергетической скважины, которая в верхней своей части сообщена с емкостью подземного гидроаккумулирования, а в нижней части - с зоной стока воды, позволяет сформировать поток воды по каналу скважины «сверху-вниз». При этом в зависимости от конструктивных размеров скважины, параметров, характеризующих сообщение емкости подземного гидроаккумулирования со скважиной, а также параметров зоны стока, в скважине устанавливается поток воды с определенным расходом Q и динамическим уровнем Нд. Ниже Нд поток воды является сплошным. Напор «столба» потока воды Нн характеризуется расстоянием от динамического уровня до места (зоны) стока воды (или места возможной установки скважинного гидроэнергоагрегата). Гидравлическая мощность потока воды в месте установки гидроэнергоагрегата в скважине N_г(Вт) может быть определена исходя из следующего выражения (Карелин В.Я. и др. Гидроэлектрические станции. / Под ред. Проф. Карелина В.Я. и Кривченко Г.Н. М., Энергоатомиздат, 1987 г.):

где Р - давление потока воды в месте установки гидроэнергоагрегата, Па;

- плотность потока воды, кг/м³;

q - ускорение свободного падения, м/с²;

Q - расход воды, м3/с.

Устройством обеспечивается возможность использования потенциала аккумулированной в емкости подземного аккумулирования воды для выработки тепловой или электрической энергии.

Подземный водоисточник-накопитель для деривационных скважинных ГЭС предназначенный для осуществления известного способа аккумулирования является наиболее близким к заявляемому и принят за прототип заявляемой полезной модели. Однако, он имеет недостатки, один из которых заключается в том, что производительность (обводнения или аккумулирования) подземной водоносной зоны поверхностными водами по вертикальным нагнетательным скважинам (в прототипе) имеет не большое значение, особенно это сказывается при маломощных подземных водоносных зонах. Это не позволяет в минимальные сроки наполнить в большей степени подземную водоносную зону поверхностными водами, существование которых часто ограничено по времени, например дождевые, паводковые и др. и достичь высокой эффективности подземного ее аккумулирования. Кроме того, и производительность поступления воды из подземной водоносной зоны в гидроэнергетическую скважину, пересекающую водоносную зону и являющуюся вертикальной, также мала. Она эквивалентна расходу Q в формуле (1), а ее значение прямо отражается на гидравлической мощности потока в гидроэнергетической скважине N_г и, с учетом соответствующего гидроэнергетического ее преобразователя (при прочих равных условиях), чем она больше тем больше значение вырабатываемого энергоресурса - тепла или электроэнергии. Таким образом, при малой производительности поступления воды из подземной водоносной зоны в гидроэнергетическую скважину, мала и мощность вырабатываемая энергоисточником, преобразующим гидравлической мощность действующего в ней водотока - не высока вырабатываемая мощность гидроэнергетической скважины, как показателя ее энергоэффективности.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание подземного водоисточника-накопителя для деривационных скважинных ГЭС, обладающего большими производительностями подземного ее аккумулирования водоносной зоной и дренирования из нее в гидроэнергетическую скважину.

Достигается поставленная задача тем, что подземном водоисточнике-накопителе для деривационных скважинных ГЭС, принятом в качестве прототипа, содержащем емкость подземного гидроаккумулирования, до которой пробурены нагнетательные скважины и устья которых сообщены с источником воды; являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину, пробуренную до стока воды, например до штольни или зоны ее ухода, или поглощения и в которой установлен извлекаемый пакер; трасса гидроэнергетической скважины такова, что ею выше стока воды пересечена емкость подземного гидроаккумулирования, с которой и она сообщена с ней, при этом уровень воды в гидроэнергетической скважине расположен выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода или поглощения; сама гидроэнергетическая скважина выполнена с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроагрегата, либо установки его, например в штольне с подсоединением его к выходу гидроэнергетической скважины, а также подсоединения к выходу гидроэнергоагрегата электро- и(или) теплопроводов, в нем емкостью подземного гидроаккумулирования является подземная водоносная зона, а нагнетательные скважины пробурены направленно с горизонтальным, либо с многоствольными горизонтальными их окончаниями в этой зоне.

Реализация отличительных признаков обуславливает появление у заявляемого подземного водоисточника-накопителя для деривационных скважинных ГЭС важных новых свойств - большими производительностями подземного ее аккумулирования и дренирования в гидроэнергетическую скважину. Достигаются указанные приемущества в заявляемой полезной модели достигаются за счет дополнительно введенных в ее состав признаков - «в нем емкостью подземного гидроаккумулирования является подземная водоносная зона, а нагнетательные скважины пробурены направленно с горизонтальным, либо с многоствольными горизонтальными их окончаниями в этой зоне».

Относительно большей производительности подземного аккумулирования воды. Опытом бурения водоснабжающих (Башкатов Д.Н., Сулакшин С.С.. Драхлис С.Л., Квашнин Г.П. Справочник по бурению скважин. Под. ред. проф. Д.Н.Башкатова. М.. Недра, стр.419, 1979, 560 стр.) и нефтяных (Григорян А.Н. Вскрытие пластов многозабойными и горизонтальными скважинами. - М.: Недра, 1969. 190 с.) скважин показано, что продуктивность скважины (а равно и ее обводненности при закачивании воды) не столько зависит от мощности пласта, сколько от длины фильтровой зоны скважины. Увеличение производительности путем увеличения длины фильтровой зоны скважины является известным и эффективным в бурении технологическим приемом и позволяет достичь 2^х-8^ми кратного ее увеличения. Этим объясняется большая производительность подземного аккумулирования воды в заявляемой полезной модели.

Большие производительности подземного аккумулирования воды позволяют обеспечивать большие ее запасы и, как следствие, реализацию возможностей регулирования стока запасенной воды при работе ГЭС, в том числе в различные периоды времени, и оптимизировать режимы ее работы.

Относительно большей производительности дренирования из водоносной зоны в гидроэнергетическую скважину. В природных условиях существования подземных вод производительности дренирования из водоносной зоны в гидроэнергетическую скважину, например в карбонатных породах, в том числе определяется параметрами сообщенной трещиноватости и их протяженностью. При реализации заявляемого устройства горизонтальные участки нагнетательных скважин (некоторые дополнительные стволы многозабойных скважин) бурят в направлении гидроэнергетической скважины и при этом возможны либо пересечения с ней, либо приближение к ней. Повышение производительности в первом случае очевидно, а во втором - объясняется уменьшением расстояния между гидроэнергетической скважиной и горизонтальными, близ расположенными, стволами многозабойных скважин, при котором скорости течения в трещинах сообщенной трещиноватости существенно увеличивается, увеличиваются и производительность дренирования в гидроэнергетическую скважину.

Большие производительности дренирования воды из водоносной зоны в гидроэнергетическую скважину позволяют увеличить важнейший показатель назначения микро- или мини ГЭС, ее мощность.

Таким образом, заявляемый подземный водоисточник-накопитель для деривационных скважинных ГЭС, в сравнении с принятым за прототип, дозволяет достичь приемущества, заключающиеся в более высоких производительностях подземного аккумулирования воды в водоносной зоне и дренирования из нее в гидроэнергетическую скважину.

Ниже приведен пример осуществления заявляемого подземного водоисточника-накопителя для деривационных скважинных ГЭС, далее ПВ-Н.

На фиг.1 приведена схема осуществления заявляемого ПВ-Н; на фиг.2 - схематичное изображение варианта регулирующего устройства в нагнетательной скважине; на фиг.3 - схема установки извлекаемого пакера в гидроэнергетической скважине; на фиг.4 - схема установки скважинного гидроэлектроагрегата в гидроэнергетической скважине; на фиг.5 - схема установки вихревого теплогенератора в штольне; на фиг.6 - схема установки гидроэлектроагрегата в штольне.

На фиг.1-6 введены следующие обозначения: 1 - емкость подземного гидроаккумулирования; 2 - земля; 3 - поверхностный источник воды; 4 - нагнетательная скважина, «обсаженная» трубой перфорированной в верхней и нижней части; 4.1 - перфорированное кольцо установленное в верхней части обсадной трубы нагнетательной скважины; 4.2 - перфорационные отверстия в обсадной трубе и кольце; 5 - поворотный перфорированный цилиндр; 5.1 - перфорационные отверстия в поворотном цилиндре; 6 - гидроэнергетическая скважина; 7 - перфорационные отверстия в нижней части нагнетательных скважин; 8 - перфорационные отверстия в нижней части гидроэнергетической скважины; 9 - скважинный электрогенератор, якорь которого соединен с ротором гидротурбины 10; 9.1 - электрокабель, посредством которого скважинный электрогенератор 9 соединен с формировательно-распределительным устройством 9.3; 9.2 - упоры центратора скважинного электрогенератора; 10 - скважинная гидротурбина; 10.1 - подшипники; 10.2 - скважинный гидроэнергетический поток после скважинного гидроагрегата; 11 - ступенчато расширенный участок гидроэнергетической скважины в месте установки скважинного гидроагрегата; 12 - захватное приспособление (наконечник) для спуско-подъема скважинного гидроагрегата; 13 - зона стока воды (зона поглощения); 14 - стенки штольни; 15 - вихревой теплогенератор; 15.1 и 15.2 - запорно-регулирующие органы «до» и «после» вихревого теплогенератора, соответственно; 15.3 - трубопровод горячей воды от вихревого теплогенератора по штольне к теплопотребителю; 15.4, 15.5 и 15.6 - расходомер, манометр, термометр в трубопроводе на выходе после вихревого теплогенератора; 16 - гидротурбина; 16.1 и 16.2 - задвижки «до» и «после» гидротурбины, соответственно; 16.3 - трубопровод «отработавшей» воды отводимой по штольне к поверхности или водопотребителю; 17 - электрогенератор, якорь которого соединен с ротором гидротурбины; 17.1 - электрокабель для передачи выработанной электрогенератором 17 электроэнергии по штольне к формировательно-распределительному устройству; 18 - извлекаемый из скважины пакер - переходник; 18.1 - цилиндр; 18.2 - поршень; 18.3 - упор; 18.4 - отверстие; 18.5 - гайка; 18.6 - сердечник; 18.7 - цанговый фиксатор; 18.8 и 18.10 - нажимной и упорный фланцы; 18.9 - резиновое уплотнение.

При практической реализации предлагаемого ПВ-Н выбирают соответствущую геологическую среду в земных недрах. В большей степени приемлемыми для этого являются карбрнатные породы, песчаники, подошва которых представлена водонепроницаемыми породами, например, глинами. В рассматриваемом примере емкость подземного гидроаккумулирования на фиг.1 (далее ЕПГ), является подземной водоносной зоной и представлена песчаниками, ниже которых находится глина. До ЕПГ направленно пробурены нагнетательные скважины 4, окончания которых расположены горизонтально (начальная или верхняя часть скважины - вертикальная и расположенная в водоносной зоне - горизонтальная). Горизонтальных ответвлений (дополнительных стволов отходящих от основного) может быть несколько. На фиг.1 из 4^х НГС три являются многоствольными, которые кроме основного ствола имеют по одному дополнительному горизонтальному стволу, расположенному в водоносной зоне. Низ обсадных труб направленных нагнетательных скважин 4 перфорирован отверстиями 7. Верхняя часть обсадной трубы каждой нагнетательной скважины, также перфорирована отверстиями. На верхнем конце обсадной трубы нагнетательной скважины 4 установлено и закреплено сваркой перфорированное кольцо 4.1, отверстия которого 4.2. совпадают с отверстиями в обсадной трубе нагнетательной скважины 4. С перфорированным кольцом 4.2 сопряжен поворотный перфорированный цилиндр 5 с перфорационными отверстиями 5.1 на фиг.2 - (узел I, фиг.1). Причем, в одном положении поворотного перфорированного цилиндра 5 отверстия 5.1 в нем и отверстия в обсадной трубе нагнетательной скважины 4 совпадают - положение «открыто», а в другом положении - не совпадают - положение «закрыто». Положением поворотного цилиндра 5 достигается регулирование, в т.ч. осуществление подачи воды, либо ее прекращение из источника воды 3 в нагнетательную скважину 4 и далее в ЕПГ. Вода в скважине движется от источника воды вниз ее и через перфорационные отверстия в нижней части трубы поступает в проницаемый интервал ЕПГ. Движущей силой осуществления движения воды и заполнения проницаемого интервала ЕПГ является либо напор потока воды, образующийся при свободном движении воды в ней (от источника воды, вниз до ЕПГ), либо, если того требуют условия - насосная установка (на фиг. условно не представлена). Конструкции и всех нагнетательных скважин 4 аналогичны. Эти скважины являются каналами поступления воды из источника 3 в ЕПГ. ЕПГ посредством нагнетательных скважин заполняется водой.

Для производства энергоресурсов - электроэнергии или тепловой энергии с использованием предлагаемого ПВ-Н предусматривается бурение (либо проектирование бурения) гидроэнергетической скважины 6. Траектория ее трассы такова, что ею перебурена ЕПГ и далее она пробурена до зоны стока. Зоной стока является либо зона поглощения 13, либо штольня (узел III на фиг.1, поз.14 на фиг.5 и 6). В интервале мощности ЕПГ гидроэнергетическая скважина 6 обсажена трубой, которая в этом интервале перфорирована.

Вода из заполненной ею ЕПГ 7 через перфорационные отверстия в гидроэнергетической скважины 5 поступает в нее и движется далее в низ по каналу скважины к зоне стока 13. При отсутствии в скважине или в нижележащей штольне гидроэнергоагрегата (или при других причинах останова энергетического использования скважинного гидроэнергетического потока) поток в скважине ниже ЕПГ перекрывают извлекаемым пакером (Волков А.С., Тевзадзе Р.Н. Тампонирование геологоразведочных скважин. М., Недра, 1986, стр.103, рис.45.,) фиг.3 - узел II на фиг.1. При установке пакера в гидроэнергетической скважине его спускают в скважину без вращения на заданную глубину. По индикатору веса бурового станка определяют вес инструмента и в колонну бурильных труб закачивают насосом воду до давления 2,5-3.0 МПа, благодаря чему поршень 18.2 перемещается в крайнее нижнее положение и передает давление фланцу 18.8. Резиновый элемент 18.9 сжимается и перекрывает ствол скважины. При этом фиксатор надежно удерживает уплотняющий элемент в сжатом состоянии и представляет собой устройство, перекрывающее ствол скважины. Оно прекращает движение воды из ЕПГ в зону стока и обеспечивает водосбережение, исключая непроизводительные ее (воды) потери.

Для поднятия извлекаемого узла пакера из скважины снижают гидравлическое давление внутри колонны бурильных труб, прикладывая к ней осевую нагрузку 8-12 кН с одновременным правым вращением. После разъединения двух узлов пакера извлекаемый узел поднимают из скважины.

Для выработки электроэнергии с использованием скважинной гидроэлектростанции (узел III на фиг.1) в гидроэнергетической скважине ниже ЕПГ над зоной стока устанавливают скважинный гидроагрегат, вид которого приведен на фиг.4. Для этого в гидроэнергетическую скважину 11 с использованием основной лебедки со специальным управляемым захватом спускают гидроагрегат, представляющий соединенные скважинные электрогенератор 9 и гидротурбину 10. После спуска и установки на место гидроагрегата захват лебедки отсоединяют от наконечника 12. Одновременно с опусканием в скважину гидроагрегата с помощью второй лебедки, параллельно работающей с основной лебедкой, в скважину спускают электрокабель электрогенератора, другой конец которого подключают к формировательно-рапсределительному устройству 9.3, установленному на поверхности. После установки скважинного гидроагрегата в скважине он включается в работу, принцип которой заключается в следующем. Под воздействием гидравлической мощности потока воды в скважине ротор гидротурбины 10 вращается, вращение от него передается соединенному с ним якорю скважинного электрогенератора 9. Последним вырабатывается электроэнергия, которая по электрокабелю 9.1 передается на формировательно-распределительное устройство 9.3, установленное на дневной поверхности. Скважинный электрогенератор выполнен маслонаполненным. Подробнее работа скважинной гидроэлектростанции приведена в патенте РФ 2373431 (Скважинная гидроэлектростанция. Заявка 2007139652/06 от 25.10.2007. МПК F03G 7/04; F03B 13/00. Опубл. 20.11.2009).

Таким образом, в предлагаемой полезной модели вода из поверхностного источника 3 по нагнетательным скважинам 4 (в рассматриваемом примере скважины диаметром 89 мм в количестве 12 штук) через перфорационные отверстия 7 в них, поступает в ЕПГ, заполняет ее, формируя подземные запасы воды.

В рассматриваемом примере ЕПГ расположена на глубине 320 м, ее пртяженность составляет 530 м, а мощность - 80-90 м. Объем воды, который может быть аккумулирован ЕПГ составляет 0,48 млн.м³.

Гидроэнергетическая скважина 6 пробурена диаметром 240 мм, ее глубина составила 772 м.

После установки скважинного гидроагрегата в гидроэнергетической скважине, при ее эксплуатации из ЕПГ в нее поступает вода, и в которой устанавливается поток воды с расходом Q=0,02 м ³/с. При этом в скважине устанавливается динамический уровень Н_д=322 м, а уровень напора - Н_н=450 м.

Принимая во внимание установившиеся параметры потока воды в буровой скважине, по формуле (1) может быть определена его гидравлическая мощность, которая составляет:

Для рассматриваемого примера: =10³ кг/м³; q=9,8 м/с² ; Н_н=450 м; Q=0,02 м³/с. После подстановки в формулу, получим:

N_г=10³ кг/м³·9,8 м/с²·450 м·0,02 м³/с=88200 Вт=88,2 кВт.

Таким образом, гидравлическая мощность потока в гидроэнергетической скважине у зоны стока воды составляет 88,2 кВт.

При таком расходе воды, равном Q=0,02 м³/с, объема аккумулированной воды в ЕПГ достаточно для работы в течении 393 суток. При этом, при номинальной нагрузке гидроагрегата с использованием аккумулированной в ЕПГ воды (0,48 млн.м³) будет выработано 513860 тыс.кВт·ч электроэнергии.

При использовании скважинной гидроэлектростанции, например, по указанному выше патенту 2373431 с реально достижимым его КПД равным =(0,75-0,85) на его выходе, указанным выше гидравлическим потоком, может быть выработана электрическая энергия мощностью N_э=65 кВт. Выработанная электроэнергия по электрическому кабелю 9.1 (фиг.1), установленному в гидроэнергетической скважине, передается на дневную поверхность к формировательно-распределительному устройству 9.3.

В скважине может быть установлен и скважинный вихревой теплогенератор дискового типа, например, с использованием изобретения РФ «Тепловодоснабжающая скважина» 2291255 (Заявка 2005100306/03(000326), МПК Е03В 3/00, F24H 4/02. Опубл. 10.01.2007). При этом, горячая вода от вихревого таплогенератора поступает в нижерасположенную зону стока, представленную штольней по которой, далее, по установленному в ней трубопроводу - к теплопотребителю. Мощность вырабатываемой, при этом, тепловой энергии может быть определена, исходя из вышеприведенной гидравлической мощности потока в скважине и КПД вихревого теплогенератора.

Установка гидроэнергоагрегата возможна и в нижерасположенной зоне стока, представленной штольней (узел IV на фиг.1), в частности вихревого теплогенератора - фиг.5 или гидроэлектроагрегата - фиг.6, при этом может достигаться техническое приемущество. Оно заключается в том, что для реализации выработки энергоресурсов может быть использовано оборудование, в том числе общепромышленное, габариты которого не ограничены размерами скважины (в сравнении с вариантом его установки в скважине). Другое приемущество такой схемы заключается в том, что вода после гидроэнергоагрегатов не теряется в зоне поглощения, а по трубопроводу, установленному в штольне, она направляется к водо или теплопотребителю и не изымается из оборота.

Кроме технического результата, достижение которого обеспечивается заявляемым ПВ-Н, его использование позволяет:

- создавать гидроэнергетический потенциал без затопления и выведения из хозяйственного оборота поверхностных земель и территорий, что характерно для приплотинного создания гидроэнергопотенциала;

- создавать гидроэнергетический потенциал и беспроблемно использовать его круглогодично в условиях резкоконтинентального климата. Это позволяет освободиться от известных трудностей, возникающих при эксплуатации приплотинных малых и микро-ГЭС на небольших реках в зимние периоды, в т.ч. связанных с перемерзанием водотоков;

- в паводковые периоды аккумулировать воды в емкостях подземного гидроаккумулирования и этим уменьшать объемы паводковых подтоплений и уменьшать отрицательные последствия воздействия паводковых потоков (затоплений, разрушений и др.), а в горных условиях - селей.

Известно (Пехтин В.А., Федоров М.П., Толошинов А.В., Мурин Л.А., Цвик A.M. Преобразование энергии воды на гидроэлектростанциях в энергию водорода. Журнал «Гидротехническое строительство», 1, 2006 г., стр.33), что 50 и более % годового стока воды образуется в паводковый период. Аккумулирование воды в паводковые периоды (как правило, весеннее-летние периоды года) позволяет создавать ее запасы для последующего использования в периоды наибольшей востребованности вырабатываемых с использованием аккумулированной воды энергоресурсов (как правило, осеннее-зимние периоды года, в частности, для выработки тепловой энергии). Подземное гидроаккумулирование с использованием заявляемой полезной модели позволяет, в определенной степени, устранить противоречие возникающее в результате того, что наибольший «приток» природной воды наблюдается в летний период, года, а наибольшая востребованность в энергоресурсах, которые могут быть произведены с использованием воды и гидроэнергопреобразователей - в осенне-зимнее время. Это приемущественное обстоятельство важно для использования ПВ-Н в районах, так называемого Северного завоза, а его использование позволит уменьшить объемы завоза топлива и, соответственно, уменьшить затраты на осуществление Северного завоза.

Использование полезной модели позволяет расширить возможности применения нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ).

ПВ-Н может быть использован и для целей неэнергетического назначения, в частности для питьевых и хозяйственно-бытовых. В гористой местности, при его высотном положении превышающем положение потребителя воды в водоводе к потребителю (аналогичном гидроэнергетической скважине в заявляемом ПВ-Н), благодаря этому разновысотному положению, в этом водоводе создается напор воды, за счет которого может быть осуществлено прокачивание воды по трубопроводам системы водоснабжения потребителя. Такая схема реализации подземно аккумулированной воды может быть энергосберегающей, так как она не требует для прокачивания воды дополнительных затрат энергии.

Подземный водоисточник-накопитель для деривационных скважинных ГЭС, содержащий емкость подземного гидроаккумулирования, до которой пробурены нагнетательные скважины и устья которых сообщены с источником воды; являющуюся водоводом гидроэнергетическую скважину, пробуренную до стока воды, например до штольни или зоны ее ухода или поглощения и в которой установлен извлекаемый пакер, трасса гидроэнергетической скважины такова, что ею выше стока воды пересечена емкость подземного гидроаккумулирования, с которой и она сообщена с ней, при этом уровень воды в гидроэнергетической скважине расположен выше стока воды, например кровли штольни или зоны ее ухода или поглощения, сама гидроэнергетическая скважина выполнена с возможностью установки в ней ниже уровня воды гидроагрегата, либо установки его, например, в штольне с подсоединением его к выходу гидроэнергетической скважины, а также подсоединения к выходу гидроэнергоагрегата электро- и(или) теплопроводов, отличающийся тем, что емкостью подземного гидроаккумулирования является подземная водоносная зона, а нагнетательные скважины пробурены направленно с горизонтальным либо с многоствольными горизонтальными их окончаниями в этой зоне.