Zanieczyszczenia stałe, woda z odwiertu geotermalnego i płuczka wiertnicza mogą być oczyszczane i stabilizowane, a ich efektywne działanie w systemie wiertniczym może być zapewnione dzięki zastosowaniu urządzeń do kontroli ciał stałych w systemach geotermalnych. Sprzęt ten pomaga również dostosować płyny do szczególnych cech środowiska geotermalnego.

HL Solids Control radzi sobie z wyjątkowymi wyzwaniami związanymi z wydobyciem geotermalnym. Obejmują one wysoką temperaturę, wysoką mineralizację i złożony skład błota.

Wykorzystuje modułową konstrukcję, precyzyjną technologię separacji i przyjazne dla środowiska ulepszenia procesu. Pozwala to na oddzielanie i recykling zwiercin skalnych, cząstek stałych i szkodliwych zanieczyszczeń z geotermalnej płuczki wiertniczej.

Podejście to osiąga kilka celów jednocześnie: zapewnia bezpieczeństwo wiercenia, poprawia wydajność wydobycia geotermalnego i zmniejsza wpływ na środowisko. Ostatecznie zapewnia stabilne i niezawodne wsparcie kontroli ciał stałych dla budowy elektrowni geotermalnych, ogrzewania geotermalnego i projektów eksploracji geotermalnej.

Sprzęt do kontroli ciał stałych dla systemów geotermalnych

1. Shale Shaker:

1. Funkcja podstawowa

Oddziela duże cząstki (odłamki skalne i piasek) o średnicy $\geq 74\mu\text{m}$ (mikrometry) od płynu wiertniczego (płuczki).

Zapobiega zatykaniu się kolejnych urządzeń do kontroli cząstek stałych.

2. Odporność na wysokie temperatury i korozję

Materiały: Wykorzystuje materiały odporne na wysoką temperaturę, takie jak stal nierdzewna 316L na ramy ekranu i ekrany z powłoką ceramiczną.

Przeznaczenie: Konstrukcja ta jest odporna na wysokie temperatury i korozję typową dla geotermalnych płynów wiertniczych.

3. Ochrona silnika

Silnik wibracyjny: Wymaga stopnia ochrony przed wysoką temperaturą (IP65 lub wyższego).

Cel: Ta klasyfikacja zapobiega awariom silnika spowodowanym wysokimi temperaturami płynu wiertniczego.

4. Skuteczność separacji i odporność na zużycie

Konstrukcja sita: Opcjonalna “dwuwarstwowa konstrukcja sita” z górnym sitem zgrubnym i dolnym sitem drobnym.

Korzyść: Ta struktura poprawia wydajność separacji gruboziarnistych cząstek. Ponieważ odpady geotermalne często zawierają twarde minerały, sam materiał sita musi być wysoce odporny na zużycie.

2. Odpylacz/filtr

Odpylacz: Oddziela cząstki piasku o średnicy 15-74 µm (powszechne w płynach geotermalnych, takich jak piasek kwarcowy i skaleń).

Odfiltrowywanie: Oddziela cząstki płuczki i koloidy o średnicy 2-15 µm (minerały ilaste i produkty korozji w geotermalnych płuczkach wiertniczych).

Hydrocyklon wykorzystuje wykładzinę poliuretanową lub ceramiczną, która jest odporna na zużycie i korozję oraz może wytrzymać szorowanie płynami o wysokiej mineralizacji;

Wlot zasilania i wylot przepływu wymagają konstrukcji uszczelniającej odpornej na wysokie temperatury, aby zapobiec wyciekom płynów o wysokiej temperaturze;

Operatorzy mogą zintegrować go z wytrząsarką łupków (tworząc “zintegrowaną maszynę do usuwania piasku i błota”), zmniejszając w ten sposób powierzchnię wymaganą na zwykle ograniczonych przestrzennie platformach wiertniczych.

3. Wirówka

Funkcja

Wirówka oddziela ultradrobne cząstki (średnica $<2\mu\text{m}$). Cząstki te obejmują koloidy, glinę i pozostałości chemiczne. Stabilizuje to lepkość i gęstość płynu wiertniczego. Zapobiega również osadzaniu się kamienia w rurach odwiertów geotermalnych.

Projekt

Wykorzystuje wysokotemperaturową przekładnię różnicową. Urządzenie jest również wyposażone w system chłodzenia. Wewnętrzna ściana bębna posiada odporną na zużycie powłokę ceramiczną. Zapobiega to zużyciu przez cząstki mineralne o wysokiej twardości. W przypadku płynów o wysokiej lepkości stosowana jest wirówka o zmiennej częstotliwości. Jej prędkość można regulować w zależności od charakterystyki płynu.

4. Odgazowywacz próżniowy

Usuwa rozpuszczone gazy (takie jak metan, dwutlenek węgla i siarczki) z płynów geotermalnych, zapobiegając “wtargnięciu gazu”, które może prowadzić do awarii płuczki wiertniczej, a także zapobiegając zagrożeniom bezpieczeństwa spowodowanym szkodliwymi wyciekami gazu.

Zbiornik próżniowy jest wykonany z odpornej na wysokie temperatury stali nierdzewnej, a uszczelki są wykonane z materiałów odpornych na korozję i wysokie temperatury, takich jak guma fluorowa.

Wyposażony w urządzenie monitorujące i łączące gaz (takie jak czujnik siarkowodoru), automatycznie wyłącza się i odpowietrza, gdy poziomy przekraczają limity.

Wydajność odgazowywania >95%, odpowiednia dla wysokiej rozpuszczalności gazu w płynach geotermalnych.

5. Środek do czyszczenia płynów wiertniczych (zintegrowane oczyszczanie)

Zintegrowane urządzenie łączące wytrząsarkę łupków, odpiaszczacz, odmulacz i małą wirówkę, zapewniające trzystopniowe oczyszczanie (zgrubne-średnie-drobne), odpowiednie do ciągłej pracy w miejscach wierceń geotermalnych.

Cała rama jest pokryta powłoką antykorozyjną, a orurowanie wykorzystuje bezszwowe rury ze stali nierdzewnej.

Wyposażony w inteligentny system kontroli poziomu cieczy, przystosowany do scenariuszy z dużymi wahaniami przepływu geotermalnego płynu wiertniczego.

Poniżej wymieniono wyposażenie pomocnicze, które można wybrać w zależności od warunków panujących w miejscu instalacji:

6. Pompa ścinająca/Mieszalnik płynów wiertniczych

Funkcja

Urządzenie to miesza dodatki do geotermalnych płynów wiertniczych. Obejmują one stabilizatory wysokotemperaturowe, inhibitory korozji i reduktory filtracji. Zapewnia to jednolitą dyspersję. Poprawia to odporność płynu na wysokie temperatury i korozję.

Projekt

Korpus pompy wykonany jest z odpornego na wysokie temperatury stopu. Wirnik obsługuje płyny o wysokiej lepkości. Wymagana szybkość ścinania wynosi ≥10000s-¹.

7. Zbiornik do przechowywania płynu geotermalnego/zbiornik cyrkulacyjny

Przechowuje oczyszczoną płuczkę wiertniczą lub wodę z odwiertu geotermalnego, zapewniając ciągłą cyrkulację systemu i osadzanie się drobnych zanieczyszczeń.

Korpus zbiornika wykonany jest ze stali nierdzewnej lub stali węglowej z powłoką antykorozyjną, o odporności na wysoką temperaturę ≥150 ℃;

Wyposażony w warstwę izolacyjną (dla projektów geotermalnych w obszarach o niskiej temperaturze), aby zapobiec chłodzeniu i krystalizacji płynu;

Wbudowane urządzenie mieszające (silnik o zmiennej częstotliwości) zapobiega osadzaniu się cząstek mineralnych i tworzeniu się kamienia.

8. Sprzęt do przetwarzania odpadów stałych

Suszarka: Odwadnia i suszy fragmenty skał oddzielone za pomocą przesiewaczy wibracyjnych i odpiaszczaczy (zawartość wilgoci ≤15%) w celu łatwego transportu i przyjaznej dla środowiska utylizacji (fragmenty skał geotermalnych mogą zawierać duże ilości soli i minerałów, co wymaga zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska);

Prasa filtracyjna do osadów: Odwadnia ultradrobny osad oddzielony przez wirówki, tworząc placki osadu, zmniejszając koszty transportu odpadów stałych i spełniając normy emisji środowiskowych.

9. Rury i zawory odporne na korozję

Funkcja: Łączy różne urządzenia do kontroli odpadów stałych, transportuje płyny geotermalne oraz zapobiega korozji i wyciekom płynów o wysokiej temperaturze i wysokim stopniu mineralizacji.

Kompatybilność: Wykorzystuje stal nierdzewną 316L, stal duplex lub rury wyłożone fluoropolimerem; zawory wykorzystują ceramiczne rdzenie zaworów; uszczelki są wykonane z materiałów odpornych na wysokie temperatury i korozję.