As impurezas sólidas, a água do poço geotérmico e o fluido de perfuração podem ser purificados e estabilizados, e o seu funcionamento eficaz dentro do sistema de perfuração pode ser assegurado através da utilização de equipamento de controlo de sólidos em sistemas geotérmicos. Este equipamento também ajuda a adaptar os fluidos às caraterísticas especiais do ambiente geotérmico.

A HL Solids Control lida com os desafios únicos do desenvolvimento geotérmico. Estes incluem alta temperatura, alta mineralização e uma composição de lama complexa.

Utiliza um design modular, uma tecnologia de separação precisa e actualizações de processo amigas do ambiente. Isto permite-lhe separar e reciclar aparas de rocha, partículas sólidas e impurezas nocivas da lama de perfuração geotérmica.

Esta abordagem atinge vários objectivos em simultâneo: garante a segurança da perfuração, melhora a eficiência da extração geotérmica e reduz o impacto ambiental. Em última análise, fornece um suporte de controlo de sólidos estável e fiável para a construção de centrais geotérmicas, aquecimento geotérmico e projectos de exploração geotérmica.

Equipamento de controlo de sólidos para sistemas geotérmicos

1. Agitador de xisto:

1. Função primária

Separa as partículas grandes (aparas de rocha e areia) com um diâmetro $\geq 74\mu\text{m}$ (micrómetros) do fluido de perfuração (lama).

Evita o entupimento do equipamento subsequente de controlo de sólidos a jusante.

2. Resistência a altas temperaturas e à corrosão

Materiais: Utiliza materiais resistentes a altas temperaturas, como o aço inoxidável 316L para as armações dos ecrãs e ecrãs revestidos a cerâmica.

Objetivo: Esta conceção resiste às altas temperaturas e à corrosão típicas dos fluidos de perfuração geotérmica.

3. Proteção do motor

Motor vibratório: Requer uma classificação de proteção contra altas temperaturas (IP65 ou superior).

Objetivo: Esta classificação evita a falha do motor causada pelas altas temperaturas do fluido de perfuração.

4. Eficiência de separação e resistência ao desgaste

Design do ecrã: Possui um “design de ecrã de camada dupla” opcional com um ecrã superior grosseiro e um ecrã inferior fino.

Vantagem: Esta estrutura melhora a eficiência da separação de partículas grosseiras. Uma vez que as aparas geotérmicas contêm frequentemente minerais duros, o próprio material do crivo tem de ser altamente resistente ao desgaste.

2. Desarenador/Desfiltrador

Desarenador: Separa partículas de areia com um diâmetro de 15-74µm (comum em fluidos geotérmicos, como areia de quartzo e feldspato).

Dessiltro: Separa partículas de lama e colóides com um diâmetro de 2-15µm (minerais de argila e produtos de corrosão em fluidos de perfuração geotérmica).

O hidrociclone utiliza um revestimento de poliuretano ou de cerâmica, que é resistente ao desgaste e à corrosão, e pode suportar o desgaste de fluidos de elevada mineralização;

A entrada de alimentação e a saída de subfluxo requerem um design de vedação resistente a altas temperaturas para evitar fugas de fluidos a altas temperaturas;

Os operadores podem integrá-lo com um agitador de xisto (criando uma “máquina integrada de remoção de areia e lama”), reduzindo assim o espaço necessário nas plataformas de perfuração geotérmica, que normalmente têm restrições de espaço.

3. Centrifugação

Função

A centrífuga separa partículas ultrafinas (diâmetro $<2\mu\text{m}$). Estas partículas incluem colóides, argila e resíduos químicos. Isto estabiliza a viscosidade e a densidade do fluido de perfuração. Também evita a incrustação em tubos de poços geotérmicos.

Conceção

Utiliza uma engrenagem diferencial de alta temperatura. A unidade está também equipada com um sistema de arrefecimento. A parede interna do tambor possui um revestimento cerâmico resistente ao desgaste. Isto evita o desgaste de partículas minerais de elevada dureza. Para fluidos de alta viscosidade, é utilizada uma centrífuga de frequência variável de alta velocidade. A sua velocidade pode ser ajustada com base nas caraterísticas do fluido.

4. Desgaseificador a vácuo

Remove os gases dissolvidos (como metano, dióxido de carbono e sulfureto) dos fluidos geotérmicos, prevenindo a “intrusão de gás” que pode levar a falhas no desempenho do fluido de perfuração e também a riscos de segurança causados por fugas de gás nocivas.

O depósito de vácuo é construído em aço inoxidável resistente a altas temperaturas e os vedantes utilizam materiais resistentes à corrosão e a altas temperaturas, como a borracha de flúor.

Equipado com um dispositivo de monitorização e ligação de gases (como um sensor de sulfureto de hidrogénio), desliga-se automaticamente e ventila quando os níveis excedem os limites.

Eficiência de desgaseificação >95%, adequada para as caraterísticas de elevada solubilidade de gás dos fluidos geotérmicos.

5. Limpador de fluidos de perfuração (purificação integrada)

Um dispositivo integrado que combina um agitador de xisto, um desarenador, um desfiltrador e uma pequena centrífuga, conseguindo uma purificação em três fases (grosso-médio-fino), adequado para requisitos de funcionamento contínuo em locais de perfuração geotérmica.

A estrutura geral é tratada com um revestimento anti-corrosão e a tubagem utiliza tubos de aço inoxidável sem costura.

Equipado com um sistema inteligente de controlo do nível de líquido, adaptável a cenários com grandes flutuações no fluxo de fluido de perfuração geotérmica.

Os equipamentos auxiliares que se seguem podem ser selecionados em função das condições do local:

6. Bomba de cisalhamento/Misturador de fluidos de perfuração

Função

Este equipamento mistura aditivos para fluidos de perfuração geotérmica. Estes incluem estabilizadores de alta temperatura, inibidores de corrosão e redutores de filtração. Assegura uma dispersão uniforme. Isto melhora a resistência do fluido a altas temperaturas e à corrosão.

Conceção

O corpo da bomba utiliza uma liga resistente a altas temperaturas. O impulsor lida com fluidos de alta viscosidade. A taxa de cisalhamento necessária é ≥10000s-¹.

7. Tanque de armazenamento/cisterna de circulação de fluido geotérmico

Armazena fluido de perfuração purificado ou água de poço geotérmico, assegurando a circulação contínua do sistema e a sedimentação de impurezas finas residuais.

O corpo do tanque é feito de aço inoxidável ou aço carbono com um revestimento anticorrosivo, com uma resistência a altas temperaturas ≥150 ℃;

Equipado com uma camada de isolamento (para projectos geotérmicos em zonas de baixa temperatura) para evitar o arrefecimento e a cristalização do fluido;

Dispositivo de agitação incorporado (motor de frequência variável) para evitar que as partículas minerais se depositem e formem incrustações.

8. Equipamento de tratamento de resíduos sólidos

Secador: Desidrata e seca os fragmentos de rocha separados por crivos vibratórios e desarenadores (teor de humidade ≤15%) para facilitar o transporte e a eliminação ecológica (os fragmentos de rocha geotérmica podem conter um elevado teor de sal e de minerais, exigindo a redução da poluição ambiental);

Filtro prensa de lamas: Desidrata as lamas ultrafinas separadas por centrífugas para formar bolos de lamas, reduzindo os custos de transporte de resíduos sólidos e cumprindo as normas de emissões ambientais.

9. Tubos e válvulas resistentes à corrosão

Função: Liga vários equipamentos de controlo de resíduos sólidos, transporta fluidos geotérmicos e evita a corrosão e as fugas de fluidos de alta temperatura e alta mineralização.

Considerações sobre compatibilidade: Utiliza tubos revestidos a aço inoxidável 316L, aço duplex ou fluoropolímero; as válvulas utilizam núcleos de válvula em cerâmica; os vedantes são feitos de materiais resistentes à corrosão e a altas temperaturas.