Termohydraulická odezva hlubinných vrtů v režimu uzavřené cirkulace tekutin

Simple item page
but.committeedoc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Michal Masaryk, Ph.D. (člen) doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D. (člen) doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D. (člen) doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (člen) doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (člen)cs
but.defenceStudent prokázal a okomentoval dosažení cílů disertační práce. Všechny dotazy byly uspokojivě zodpovězeny.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programEnergetické inženýrstvícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorPospíšil, Jiříen
dc.contributor.authorKubačka, Jánen
dc.contributor.refereeMasaryk, Michalen
dc.contributor.refereeCharvát, Pavelen
dc.date.accessioned2025-07-03T03:57:44Z
dc.date.available2025-07-03T03:57:44Z
dc.date.created2025cs
dc.description.abstractDizertačná práca sa zameriava na modelovanie termo-hydraulickej odozvy hlbinných vrtov prevádzkovaných v režime uzatvorenej cirkulácie tekutín. Výskum pokrýva široké spektrum úloh spojených s prevádzkou hlbinných výmenníkov tepla, hĺbením vrtov pre akúkoľvek následnú aplikáciu ako aj ich uzatváraním a odstavovaním z prevádzky. V súčasnosti neexistuje ucelený výpočtový nástroj, ktorý by mohol efektívne riešiť všetky vyššie spomenuté problémy. Doterajší výskum v tejto oblasti sa sústredil najmä na uzatvorené vrty prevádzkované v režime výmenníkov tepla. Na tento účel sa využívali rôzne prístupy, ako vývoj nového výpočtového prostriedku alebo použitie existujúcich simulačných programov pre konkrétnu úlohu. Avšak žiadny z dostupných výpočtových nástrojov nie je bez vhodnej úpravy schopný pokryť oblasť hĺbenia vrtov, či fenomény spojené s ich uzatváraním. Ukazuje sa tiež, že použitie CFD prístupu je problematické z dôvodu enormných nárokov na výpočtový čas. Vývoj nového nástroja je motivovaný i aktuálnymi výskumnými snahami, ktoré skúmajú potenciál využitia tepelnej dezintegrácie materiálov ako alternatívy k tradičným mechanickým metódam hĺbenia vrtov a odstraňovania produkčných potrubí. Tento prístup má potenciál nahradiť tieto tradičné metódy a priniesť revolúciu v priemyselných odvetviach, čo si vyžaduje vývoj nových výpočtových nástrojov. Jedným z cieľov výskumného projektu je vyvinúť, popísať, overiť a demonštrovať funkčnosť nového výpočtového nástroja. Ďalším cieľom je podrobný rozbor termo-hydraulickej odozvy koaxiálnych a tzv. U-shaped výmenníkov tepla, konkrétne ich prevádzkových parametrov pri rôznych geometrických konfiguráciách a okrajových podmienkach. Súčasťou výskumu je tiež štúdium fenoménov spojených s hĺbením vrtov, najmä pri aplikácii nových metód, kde sa do vrtu vnáša teplo. Záver práce sa tiež okrajovo venuje procesom uzatvárania vrtov. V rámci výskumu bolo uskutočnené porovnanie kľúčových parametrov koaxiálnych výmenníkov tepla s použitím polymérového (HDPE) a vákuovo izolovaného (VIT) centrálneho potrubia. Súčasne sa analyzoval aj potenciálny prínos VIT potrubia v porovnaní s bežne používaným potrubím pri aplikáciách súvisiacich s hĺbením a uzatváraním vrtov. Tieto výsledky sú kľúčové pre ďalší vývoj optimálnych riešení v oblasti hlbinných výmenníkov tepla a technológií vŕtania, najmä v súvislosti s novými metódami tepelnej dezintegrácie materiálov.en
dc.description.abstractThe dissertation focuses on modeling the thermal-hydraulic response of deep wells operated in a closed-loop fluid circulation regime. The research covers a wide range of tasks related to the operation of deep borehole heat exchangers, borehole drilling for various subsequent applications, as well as their closure and decommissioning. Currently, there is no comprehensive computational tool capable of effectively addressing all of the aforementioned challenges. Previous research in this field has mainly concentrated on closed boreholes operated as heat exchangers in heat extraction regimes. Various approaches have been used for this purpose, such as the development of new computational tools or the use of existing simulation programs for specific tasks. However, none of the available computational tools can effectively cover the area of drilling boreholes or phenomena associated with their decommissioning without appropriate modifications. It also appears that the use of the CFD approach is problematic due to the enormous computational time demands. The development of the new tool is further motivated by ongoing research efforts exploring the potential of using thermal disintegration of materials as an alternative to traditional mechanical methods for drilling boreholes and removing production tubings. This approach has the potential to replace these conventional methods and revolutionize the industrial sector, which necessitates the development of new computational tools. One of the primary objectives of the research project is to develop, describe, validate, and demonstrate the functionality of a new computational tool. Another objective is to provide a detailed analysis of the thermo-hydraulic response of coaxial and so-called U-shaped heat exchangers, focusing on their operational parameters under different geometric configurations and boundary conditions. The research also includes the study of phenomena associated with borehole drilling, especially when new methods involving the introduction of heat into the borehole are applied. The conclusion of the dissertation also briefly addresses the processes of borehole closure. As part of the research, a comparison of key parameters of coaxial heat exchangers utilizing polymer-based (HDPE) and vacuum-insulated (VIT) central pipes was conducted. Additionally, the potential benefits of VIT pipes compared to commonly used pipes in drilling and production tubing milling-related applications were analyzed. These findings are crucial for the further development of optimal solutions in the field of deep borehole heat exchangers and drilling technologies, particularly to new methods of thermal disintegration of materials.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationKUBAČKA, J. Termohydraulická odezva hlubinných vrtů v režimu uzavřené cirkulace tekutin [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.cs
dc.identifier.other163087cs
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11012/255151
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectgeotermálna energiaen
dc.subjecttepelný výmenníken
dc.subjectvrten
dc.subjecttermohydraulikaen
dc.subjectsimuláciaen
dc.subjectGeothermal energycs
dc.subjectHeat exchangercs
dc.subjectWellborecs
dc.subjectThermal-hydraulicscs
dc.subjectSimulationcs
dc.titleTermohydraulická odezva hlubinných vrtů v režimu uzavřené cirkulace tekutinen
dc.title.alternativeOn the Thermal-Hydraulic Response of Deep Closed-Loop Wellbore Systemscs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2025-06-23cs
dcterms.modified2025-07-02-14:58:12cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid163087en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.07.03 05:57:44en
sync.item.modts2025.07.03 05:33:26en
thesis.disciplinebez specializacecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Energetický ústavcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 5
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
7.06 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
2.86 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Oponentsky posudok dizertacnej prace Jana Kubacku VUT Brno 2025 BP.pdf
Size:
91.51 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Oponentsky posudok dizertacnej prace Jana Kubacku VUT Brno 2025 BP.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Charvat_posudek_disertacni_prace_Jan_Kubacka_BP.pdf
Size:
138.79 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Charvat_posudek_disertacni_prace_Jan_Kubacka_BP.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
review_163087.html
Size:
3.46 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_163087.html
Download
Collections
2025