Kā darbojas ģeotermālā rūpnīca?
Ģeotermālie resursi
Saprašana geotermāla enerģija sākas ar izpratni paršī enerģija - zemes iekšējais siltums. Zemes temperatūra palielinās ar dziļumu, un temperatūra centrā sasniedz vairāk nekā 4200 ° C (7600 ° F).
Daļa no šīs siltuma ir planētas veidošanās relikvija apmēram pirms 4,5 miljardiem gadu, un daļu rada tas, ka pastāv radioaktīvi izotopiem. Siltums dabiski pārvietojas no karstākas uz vēsākiem reģioniem, tāpēc Zemes siltums plūst no tās iekšpuses uz virsmu.
Jo ģeoloģiskie procesi pazīstami kā plāksneTektonika, Zemes garoza ir sadalīta 12 milzīgās plāksnēs, kas pārvietojas atsevišķi vai kopā ar milimetriem gadā. Ja divas plāksnes saduras, viena plāksne var virzīties zem otra, radot ārkārtas parādības, piemēram, okeāna tranšejas vai spēcīgas zemestrīces. Lielā dziļumā, tieši virs slīpās plāksnes, temperatūra kļūst pietiekami augsta, lai izkausētu rock, veidojot magmu.
Tā kā magma ir mazāk blīva nekā apkārtējo klintīm, tā virzās uz zemes garozu un veic zemāku siltumu. Dažreiz magma paceļas uz virsmu, izmantojot plānas vai lūzušas garozas kā lavas.
Tomēr lielākā daļa magmas paliek zem zemes garozasun apsilda apkārtējos klintis un pazemes ūdeni. Daži no šiem ūdeņiem nonāk līdz pat virsmai caur bojājumiem, kas radušies zemes smiltīs kā karstajiem avotiem vai geizeriem
Šie rezervuāri ir ģeotermālās enerģijas avoti, kurus var izmantot elektroenerģijas ražošanai vai tiešai izmantošanai.
Resursu identifikācija
Ģeoloģiskā, hidroģeoloģiskā, ģeofiziskā unģeoķīmiskās metodes izmanto ģeotermālo resursu identificēšanai un kvantitatīvai noteikšanai. Ģeoloģiskie un hidroģeoloģiskie pētījumi ietver karstu avotu vai citu virsmas termisko īpašību kartēšanu un labvēlīgu ģeoloģisko struktūru noteikšanu. Šie pētījumi tiek izmantoti, lai ieteiktu, kur ražošanas urbumus var urbt ar vislielāko varbūtību, ka tiks izmantoti ģeotermālie resursi.
Ģeofizikas apsekojumi tiek veikti, lai attēlotudziļo ģeoloģisko struktūru forma, izmērs, dziļums un citas svarīgas īpašības, izmantojot šādus parametrus: temperatūra (siltuma apsekojums), elektriskā vadītspēja (elektriskās un elektromagnētiskās metodes), elastīgo viļņu izplatīšanās ātrums (seismiskais pētījums), blīvums (gravitācijas apsekojums) un magnētiskā jutība (magnētiskā apsekošana).
Ģeoķīmiskie pētījumi (ieskaitot izotopu. \ Tģeoķīmija) ir noderīgs līdzeklis, lai noteiktu, vai ģeotermālā sistēma ir ūdens vai tvaiku dominējošā stāvoklī, novērtējot minimālo temperatūru, kas sagaidāma dziļumā, ūdens piegādes viendabīguma novērtēšanai un atkārtotas uzpildes ūdens avota noteikšanai.
Ģeotermiskā izpēte aptver vismaz deviņus mērķus:
- Ģeotermisko parādību identificēšana
- Noskaidrojot, ka pastāv lietderīgs ģeotermiskais ražošanas laukums
- Resursa lieluma novērtējums
- Ģeotermiskā lauka klasifikācija
- Ražošanas zonu atrašanās vieta
- Šķidrumu siltuma satura noteikšana, ko iztukšos iztvaikojumi ģeotermālajā laukā
- Datu kopuma apkopošana, attiecībā uz kuru var aplūkot turpmākās uzraudzības rezultātus
- Ekoloģiski jutīgu parametru novērtēšana pirms izmantošanas
- Jebkuru raksturlielumu noteikšana, kas varētu radīt problēmas lauka attīstības laikā
Urbšana
Kad ir bijuši potenciālie ģeotermālie resursiizpētes urbšana tiek veikta, lai vēl vairāk noteiktu resursu. Sakarā ar ģeotermālo šķidrumu augsto temperatūru un kodīgumu, kā arī ģeotermiskā vidē atrasto rezervuāru akmeņu cieto un abrazīvo dabu, ģeotermiskā urbšana ir daudz grūtāka un dārgāka nekā parastā naftas urbšana. Katra ģeotermālā urbšana maksā 1–4 miljonus ASV dolāru, lai nodrošinātu urbšanu, un vecums citur var veidot 10–100 akas.
Urbšana var veidot 30–50% no ģeotermiskā projekta kopējām izmaksām.
Parasti ģeotermiskās akas tiek urbtas dziļumā200 līdz 1500 metru dziļums zemas un vidējas temperatūras sistēmām un no 700 līdz 3000 metru dziļumam augstas temperatūras sistēmām. Akas var urbt vertikāli vai leņķī. Urbumi tiek urbti vairākos posmos, katram posmam ir mazāks diametrs nekā iepriekšējā posmā, un katrs no tiem ir nostiprināts ar tērauda apvalkiem, kas ir nostiprināti vietā pirms nākamā posma urbšanas.
Labības gala ražošanas posmos tiek izmantots bezšuvju perforēts oderējums, kas ļauj ģeotermālajam šķidrumam nokļūt caurulē.
Šī posma mērķi ir pierādītizmantojamu resursu esamību un raksturot resursu apjomu un īpašības. Izpētes urbšanas programma var ietvert seklas temperatūras gradientu akas, „sīku caurumu” izpētes akas un ražošanas izmēra izpētes / ražošanas akas.
Temperatūras gradienta urbumi bieži tiek urbti no 2–200 metriem dziļumā ar 50–150 mm diametru.
Parasti tiek urbtas šaurās atveres izpētes akas200 līdz 3000 metru dziļumā ar apakšējā cauruma diametru no 100 līdz 220 mm. Attīstības lielums un mērķis noteiks urbumu skaitu, kas jāiekļauj izpētes urbšanas programmās.