Nowatorska technologia obniża koszty odwiertów geotermalnych
Energia geotermalna stanowi niskoemisyjne źródło energii, które w przyszłości może posłużyć do wytwarzania energii elektrycznej oraz do ogrzewania i chłodzenia. Pomimo swojego potencjału energia geotermalna nie jest obecnie wykorzystywana na szeroką skalę ze względu na koszty związane z wykonywaniem odwiertów oraz długi okres realizacji projektów związanych z tą technologią. „Sam proces wykonywania odwiertów geotermalnych pochłania duże środki – często stanowi nawet połowę ogółu kosztów planowanego projektu geotermalnego. Koszty związane z tym zagadnieniem są znacznie wyższe w przypadku systemów opartych na energii geotermalnej suchych skał (EGS) ze względu na zwiększoną głębokość odwiertów, czas pracy i trudne warunki środowiskowe”, wyjaśnia Namrata Kale, koordynatorka finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu Geo-Drill. Technologia EGS to proces zwiększania przepuszczalności formacji geologicznych poprzez poszerzanie sieci szczelin i dróg przepływu płynu, dzięki czemu wpompowywana pod powierzchnię woda może być naturalnie ogrzewana w czasie przepływania przez nowo powstałe pęknięcia.
Niezawodny i tani młot
W ramach projektu Geo-Drill powstała nowatorska technologia młota wgłębnego wyposażonego w innowacyjny system zaworów charakteryzujący się większą trwałością i lepszymi osiągami, które utrzymuje przez dłuższy czas. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań tego rodzaju, urządzenie opracowane przez zespół projektu Geo-Drill opiera się na bistabilnych oscylatorach, które zapewniają znacznie lepsze tolerancje w mechanizmie udarowym. „Nasz nowy młot charakteryzuje się znacznie większą niezawodnością i pozwala na rozwiązanie wielu problemów trapiących konwencjonalne rozwiązania hydrauliczne i pneumatyczne dzięki ograniczeniu liczby wewnętrznych elementów często ulegających zużyciu bądź awariom”, zauważa Kale.
Lepsze czujniki monitorujące i inżynieria materiałowa
Naukowcy opracowali wytrzymałe, tanie czujniki wykonane w technologii druku 3D, które zapewniają dostęp do danych na temat wiercenia w czasie rzeczywistym, pozwalając operatorom na monitorowanie oddziaływań między wiertłem i skałami, energii udaru oraz częstotliwości uderzeń. Symulacje przepływu połączone z odczytami danych z czujników oraz systemami opartymi na wiedzy pomagają w optymalizacji parametrów wiercenia oraz wydajności transportu urobku. Opracowanie powłok grafenowych przyczyniło się do ogólnego usprawnienia pracy oraz wydłużenia okresu eksploatacji elementów wiertła, zapewniając przy okazji zwiększoną przyczepność do podłoża i właściwości w zakresie dyspersji, a także lepszą odporność na ścieranie, erozję, korozję i uderzenia.
Dokładne testowanie technologii
Technologie opracowane w ramach projektu Geo-Drill zostały poddane kompleksowym badaniom i testom w laboratorium przy zapewnieniu realistycznych warunków panujących w zbiorniku dzięki symulatorowi in-situ Borehole and Geofluid Simulator w Międzynarodowym Centrum Geotermalnym (IEG) w Niemczech. „Opracowaliśmy kompleksową technologię, która zapewnia bezpieczną, stosunkowo tanią i wydajną metodę sprawnego wykonywania odwiertów geotermalnych. Ogólnym celem projektu jest obniżenie kosztów odwiertów nawet o 60 %”, zauważa Kale. „W przeciwieństwie do większości systemów wiertniczych, nasze kompleksowe podejście do narzędzi wykorzystywanych w odwiercie upraszcza aspekty związane z zaopatrzeniem, zamówieniami i logistyką zarówno dla podmiotów odpowiedzialnych za rozwój projektu, jak i dla wykonawców. Zagwarantowanie, że cały sprzęt dostarczony na miejsce odwiertu jest w pełni kompatybilny, jest jedną z głównych zalet, która skutkuje znaczącym skróceniem czasu pracy”, podsumowuje Kale.
Słowa kluczowe
Geo-Drill, odwierty geotermalne, kompleksowy, całościowy, energia geotermalna, młot wgłębny, oscylator, monitorowanie, powłoka
