يمكن تنقية وتثبيت الشوائب الصلبة ومياه الآبار الحرارية الأرضية وسوائل الحفر، ويمكن ضمان تشغيلها الفعال داخل نظام الحفر باستخدام معدات التحكم في المواد الصلبة في أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية. تساعد هذه المعدات أيضًا على تكييف السوائل مع الخصائص الخاصة لبيئة الطاقة الحرارية الأرضية.
تتعامل HL Solids Control مع التحديات الفريدة لتطوير الطاقة الحرارية الأرضية. وتشمل هذه التحديات درجات الحرارة العالية والتمعدن العالي والتركيبة الطينية المعقدة.
وهي تستخدم تصميم معياري وتقنية فصل دقيقة وتحديثات عملية صديقة للبيئة. وهذا يسمح لها بفصل وإعادة تدوير قصاصات الصخور والجسيمات الصلبة والشوائب الضارة من طين الحفر الحراري الأرضي.
ويحقق هذا النهج عدة أهداف في وقت واحد: فهو يضمن سلامة الحفر، ويحسن كفاءة استخراج الطاقة الحرارية الأرضية، ويقلل من التأثير البيئي. وفي نهاية المطاف، فإنه يوفر دعمًا مستقرًا وموثوقًا للتحكم في المواد الصلبة لبناء محطات الطاقة الحرارية الأرضية، والتدفئة الحرارية الأرضية، ومشاريع استكشاف الطاقة الحرارية الأرضية.
معدات التحكم في المواد الصلبة لأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية
1. شاكر الصخر الزيوت الصخري:
1. الوظيفة الأساسية
يفصل الجسيمات الكبيرة (قصاصات الصخور والرمل) التي يبلغ قطرها $\q 74\mu\text\{m}$ (ميكرومتر) عن سائل الحفر (الطين).
يمنع انسداد معدات التحكم في المواد الصلبة اللاحقة في المصب.
2. مقاومة درجات الحرارة المرتفعة والتآكل
المواد: تستخدم مواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L لإطارات الشاشة والشاشات المغلفة بالسيراميك.
الغرض: يقاوم هذا التصميم درجات الحرارة العالية والتآكل المعتاد في سوائل الحفر الحرارية الأرضية.
3. حماية المحرك
محرك اهتزازي: يتطلب تصنيف حماية من درجات الحرارة العالية (IP65 أو أعلى).
الغرض: يمنع هذا التصنيف تعطل المحرك الناجم عن درجات الحرارة العالية لسائل الحفر.
4. كفاءة الفصل ومقاومة التآكل
تصميم الشاشة: تتميز “بتصميم شاشة مزدوج الطبقات” اختياري مع شاشة علوية خشنة وشاشة سفلية دقيقة.
الفائدة: يعمل هذا الهيكل على تحسين كفاءة فصل الجسيمات الخشنة. نظرًا لأن قواطع الطاقة الحرارية الأرضية غالبًا ما تحتوي على معادن صلبة، يجب أن تكون مادة الغربال نفسها مقاومة للتآكل بدرجة عالية.
2. مزيل الغسيل/مزيل الرشح
مزيل الرمال: تفصل جزيئات الرمل التي يتراوح قطرها بين 15-74 ميكرومتر (شائعة في السوائل الحرارية الأرضية مثل رمل الكوارتز والفلسبار).
مزيل الترشيح: يفصل جزيئات الطين والغرويات التي يبلغ قطرها 2-15 ميكرومتر (المعادن الطينية ونواتج التآكل في سوائل الحفر الحرارية الأرضية).
ويستخدم الإعصار المائي بطانة من البولي يوريثين أو السيراميك، وهي مقاومة للتآكل ومقاومة للتآكل، ويمكنها تحمل جلي السوائل عالية التمعدن;
يتطلب مدخل التغذية ومخرج التدفق السفلي تصميم مانع تسرب مقاوم لدرجات الحرارة العالية لمنع تسرب السوائل ذات درجة الحرارة العالية;
يمكن للمشغلين دمجها مع هزاز الصخر الزيتي (إنشاء “آلة متكاملة لإزالة الرمال والطين”)، وبالتالي تقليل المساحة الأرضية المطلوبة على منصات الحفر الحرارية الأرضية ذات المساحة المحدودة عادةً.
3. جهاز طرد مركزي
الوظيفة
يقوم جهاز الطرد المركزي بفصل الجسيمات متناهية الصغر (قطر $ <2\m\m\{m}$). وتشمل هذه الجسيمات الغرويات والطين والمخلفات الكيميائية. ويؤدي ذلك إلى استقرار لزوجة سائل الحفر وكثافته. كما يمنع التقشر في أنابيب الآبار الحرارية الأرضية.
التصميم
يستخدم ترس تفاضلي عالي الحرارة. كما أن الوحدة مزودة بنظام تبريد. يحتوي الجدار الداخلي للأسطوانة على طلاء خزفي مقاوم للتآكل. وهذا يمنع التآكل من الجسيمات المعدنية عالية الصلابة. بالنسبة للسوائل عالية اللزوجة، يتم استخدام جهاز طرد مركزي عالي السرعة متغير التردد. يمكن ضبط سرعته بناءً على خصائص السوائل.
4. جهاز تفريغ الغازات
يزيل الغازات الذائبة (مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون والكبريتيد) من سوائل الطاقة الحرارية الأرضية، مما يمنع “تسرب الغاز” الذي قد يؤدي إلى فشل أداء سائل الحفر، ويمنع أيضًا مخاطر السلامة الناجمة عن تسرب الغازات الضارة.
صُنع خزان التفريغ من الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحرارة العالية، وتستخدم موانع التسرب مواد مقاومة للتآكل ودرجات الحرارة العالية مثل الفلوروبير.
مجهزة بجهاز مراقبة وربط الغازات (مثل مستشعر كبريتيد الهيدروجين)، حيث يتم إغلاقها تلقائيًا وتنفيسها عندما تتجاوز المستويات الحدود المسموح بها.
كفاءة إزالة الغازات >95%، مناسبة لخصائص الذوبان العالية للغاز في السوائل الحرارية الأرضية.
5. منظف سوائل الحفر (التنقية المتكاملة)
جهاز متكامل يجمع بين هزاز الصخر الزيتي وجهاز إزالة الصخر الزيتي وجهاز إزالة الصخر الزيتي وجهاز طرد مركزي صغير، يحقق تنقية ثلاثية المراحل (خشنة - متوسطة - دقيقة)، ومناسب لمتطلبات التشغيل المستمر في مواقع الحفر الحراري الأرضي.
تتم معالجة الإطار الكلي بطبقة طلاء مضادة للتآكل، وتستخدم الأنابيب أنابيب غير ملحومة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
مزوّد بنظام ذكي للتحكم في مستوى السائل، قابل للتكيف مع السيناريوهات ذات التقلبات الكبيرة في تدفق سائل الحفر الحراري الأرضي.
فيما يلي المعدات المساعدة التي يمكن اختيارها وفقًا لظروف الموقع:
6. مضخة القص/مضخة القصخلاط سائل الحفر
الوظيفة
تمزج هذه المعدات إضافات سوائل الحفر الحرارية الأرضية. وتشمل مثبتات درجات الحرارة العالية ومثبطات التآكل ومخفضات الترشيح. تضمن تشتتاً موحداً. وهذا يحسن من مقاومة السائل لدرجات الحرارة العالية والتآكل.
التصميم
يستخدم جسم المضخة سبيكة مقاومة لدرجات الحرارة العالية. تتعامل المكره مع السوائل عالية اللزوجة. معدل القص المطلوب هو ≥10000-¹.
7. خزان تخزين السوائل الحرارية الأرضية/خزان تدوير السوائل
تخزين سائل الحفر المنقى أو مياه الآبار الحرارية الأرضية، مما يضمن استمرار دوران النظام وترسيب الشوائب الدقيقة المتبقية.
جسم الخزان مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني مع طلاء مضاد للتآكل، مع مقاومة درجات الحرارة العالية ≥150 ℃;
مجهزة بطبقة عازلة (لمشاريع الطاقة الحرارية الأرضية في المناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة) لمنع تبريد السوائل وتبلورها;
جهاز تقليب مدمج (محرك متغير التردد) لمنع الجسيمات المعدنية من الترسب وتشكيل الترسبات الكلسية.
8. معدات معالجة النفايات الصلبة
المجفف: يعمل على تجفيف وتجفيف شظايا الصخور المفصولة عن طريق الشاشات الاهتزازية وأجهزة إزالة الرطوبة (محتوى الرطوبة ≤15%) لسهولة النقل والتخلص منها بطريقة صديقة للبيئة (قد تحتوي شظايا الصخور الحرارية الأرضية على نسبة عالية من الملح والمحتوى المعدني العالي، مما يتطلب الحد من التلوث البيئي);
مكبس ترشيح الحمأة: تعمل على تجفيف الحمأة متناهية الصغر المفصولة بواسطة أجهزة الطرد المركزي لتشكيل كعكات الحمأة، مما يقلل من تكاليف نقل النفايات الصلبة وتلبية معايير الانبعاثات البيئية.
9. الأنابيب والصمامات المقاومة للتآكل
الوظيفة: يربط مختلف معدات التحكم في النفايات الصلبة، وينقل السوائل الحرارية الأرضية، ويمنع التآكل والتسرب من السوائل عالية الحرارة وعالية التمعدن.
اعتبارات التوافق: يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، أو الفولاذ المزدوج، أو الأنابيب المبطنة بالبوليمر الفلوري؛ تستخدم الصمامات قلب الصمامات الخزفية؛ الموانع مصنوعة من مواد مقاومة للحرارة العالية والتآكل.
