Le impurità solide, l'acqua del pozzo geotermico e il fluido di perforazione possono essere purificati e stabilizzati, e il loro efficace funzionamento all'interno del sistema di perforazione può essere garantito dall'uso di apparecchiature di controllo dei solidi nei sistemi geotermici. Queste apparecchiature contribuiscono inoltre ad adattare i fluidi alle caratteristiche specifiche dell'ambiente geotermico.
HL Solids Control gestisce le sfide uniche dello sviluppo geotermico. Queste includono temperature elevate, alta mineralizzazione e una composizione complessa del fango.
Utilizza un design modulare, una tecnologia di separazione precisa e aggiornamenti di processo rispettosi dell'ambiente. Ciò consente di separare e riciclare i tagli di roccia, le particelle solide e le impurità nocive dal fango di perforazione geotermica.
Questo approccio raggiunge diversi obiettivi contemporaneamente: garantisce la sicurezza della perforazione, migliora l'efficienza dell'estrazione geotermica e riduce l'impatto ambientale. In definitiva, fornisce un supporto stabile e affidabile per il controllo dei solidi nella costruzione di centrali geotermiche, nel riscaldamento geotermico e nei progetti di esplorazione geotermica.
Apparecchiature di controllo dei solidi per sistemi geotermici
1. Scuotitore di scisto:
1. Funzione primaria
Separa dal fluido di perforazione (fango) le particelle di grandi dimensioni (roccia tagliata e sabbia) con un diametro di $\geq 74\mu\text{m}$ (micrometri).
Impedisce l'intasamento delle successive apparecchiature di controllo dei solidi a valle.
2. Resistenza alle alte temperature e alla corrosione
Materiali: Utilizza materiali resistenti alle alte temperature, come l'acciaio inox 316L per i telai degli schermi e gli schermi rivestiti in ceramica.
Scopo: questo design resiste alle alte temperature e alla corrosione tipiche dei fluidi di perforazione geotermica.
3. Protezione del motore
Motore vibrante: Richiede un grado di protezione per le alte temperature (IP65 o superiore).
Scopo: questa classificazione previene i guasti al motore causati dalle alte temperature del fluido di perforazione.
4. Efficienza di separazione e resistenza all'usura
Design del vaglio: Dispone di un design opzionale a “doppio strato”, con un filtro superiore grossolano e un filtro inferiore fine.
Vantaggi: questa struttura migliora l'efficienza di separazione delle particelle grossolane. Poiché i residui geotermici contengono spesso minerali duri, il materiale del vaglio deve essere altamente resistente all'usura.
2. Dissabbiatore/Desilteratore
Desander: Separa le particelle di sabbia con un diametro di 15-74 µm (comuni nei fluidi geotermici, come sabbia di quarzo e feldspato).
Desilter: Separa le particelle di fango e i colloidi con un diametro di 2-15µm (minerali di argilla e prodotti di corrosione nei fluidi di perforazione geotermica).
L'idrociclone utilizza un rivestimento in poliuretano o ceramica, resistente all'usura e alla corrosione, in grado di sopportare il lavaggio dei fluidi ad alta mineralizzazione;
L'ingresso e l'uscita del flusso di sotto richiedono un design di tenuta resistente alle alte temperature per evitare perdite di fluidi ad alta temperatura;
Gli operatori possono integrarlo con un agitatore di scisti (creando una “macchina integrata per la rimozione della sabbia e del fango”), riducendo così l'ingombro a terra delle piattaforme di perforazione geotermica, tipicamente soggette a vincoli di spazio.
3. Centrifuga
Funzione
La centrifuga separa le particelle ultrafini (diametro $<2\mu\text{m}$). Queste particelle includono colloidi, argilla e residui chimici. Questo stabilizza la viscosità e la densità del fluido di perforazione. Inoltre, previene le incrostazioni nei tubi dei pozzi geotermici.
Design
Utilizza un ingranaggio differenziale ad alta temperatura. L'unità è inoltre dotata di un sistema di raffreddamento. La parete interna del tamburo è dotata di un rivestimento ceramico resistente all'usura. In questo modo si evita l'usura delle particelle minerali ad alta durezza. Per i fluidi ad alta viscosità, viene utilizzata una centrifuga ad alta velocità a frequenza variabile. La sua velocità può essere regolata in base alle caratteristiche del fluido.
4. Degassificatore a vuoto
Rimuove i gas disciolti (come metano, anidride carbonica e solfuro) dai fluidi geotermici, prevenendo le “intrusioni di gas” che potrebbero portare al fallimento delle prestazioni del fluido di perforazione e prevenendo anche i rischi per la sicurezza causati da perdite di gas nocivi.
Il serbatoio sottovuoto è costruito in acciaio inossidabile resistente alle alte temperature e le guarnizioni utilizzano materiali resistenti alla corrosione e alle alte temperature, come la gomma fluorurata.
Dotato di un dispositivo di monitoraggio e collegamento dei gas (come un sensore di idrogeno solforato), si spegne e sfiata automaticamente quando i livelli superano i limiti.
Efficienza di degassificazione >95%, adatta alle caratteristiche di elevata solubilità dei gas dei fluidi geotermici.
5. Pulitore del fluido di perforazione (purificazione integrata)
Un dispositivo integrato che combina un agitatore di scisti, un desander, un desilter e una piccola centrifuga, ottenendo una purificazione a tre stadi (grossolana-media-fine), adatta ai requisiti di funzionamento continuo nei siti di perforazione geotermica.
L'intera struttura è trattata con un rivestimento anticorrosione, mentre le tubazioni utilizzano tubi in acciaio inox senza saldature.
Dotato di un sistema intelligente di controllo del livello del liquido, adattabile a scenari con grandi fluttuazioni del flusso del fluido di perforazione geotermica.
Di seguito sono riportate le attrezzature ausiliarie, che possono essere selezionate in base alle condizioni del sito:
6. Pompa a taglio/Miscelatore di fluidi di perforazione
Funzione
Questa apparecchiatura miscela gli additivi per i fluidi di perforazione geotermica. Questi includono stabilizzatori per alte temperature, inibitori della corrosione e riduttori di filtrazione. Assicura una dispersione uniforme. Ciò migliora la resistenza del fluido alle alte temperature e alla corrosione.
Design
Il corpo della pompa utilizza una lega resistente alle alte temperature. La girante gestisce fluidi ad alta viscosità. La velocità di taglio richiesta è ≥10000s-¹.
7. Serbatoio di accumulo/circolazione del fluido geotermico
Immagazzina il fluido di perforazione o l'acqua del pozzo geotermico purificati, garantendo la circolazione continua del sistema e la decantazione delle impurità fini residue.
Il corpo del serbatoio è in acciaio inox o acciaio al carbonio con rivestimento anticorrosione, con una resistenza alle alte temperature ≥150℃;
Dotato di uno strato isolante (per progetti geotermici in aree a bassa temperatura) per evitare il raffreddamento e la cristallizzazione del fluido;
Dispositivo di agitazione incorporato (motore a frequenza variabile) per evitare che le particelle minerali si depositino e formino incrostazioni.
8. Apparecchiature per il trattamento dei rifiuti solidi
Essiccatore: Disidrata ed essicca i frammenti di roccia separati da vagli vibranti e dissabbiatori (contenuto di umidità ≤15%) per facilitarne il trasporto e lo smaltimento ecocompatibile (i frammenti di roccia geotermica possono contenere un elevato contenuto di sale e di minerali, il che richiede una riduzione dell'inquinamento ambientale);
Filtropressa per fanghi: Disidrata i fanghi ultrafini separati dalle centrifughe per formare torte di fango, riducendo i costi di trasporto dei rifiuti solidi e rispettando gli standard di emissione ambientale.
9. Tubi e valvole resistenti alla corrosione
Funzione: Collega varie apparecchiature di controllo dei rifiuti solidi, trasporta i fluidi geotermici e previene la corrosione e le perdite dei fluidi ad alta temperatura e ad alta mineralizzazione.
Considerazioni sulla compatibilità: Utilizza tubi rivestiti in acciaio inox 316L, acciaio duplex o fluoropolimero; le valvole utilizzano nuclei in ceramica; le guarnizioni sono realizzate con materiali resistenti alle alte temperature e alla corrosione.
