Що включає в себе буріння геотермального поля “під ключ”?

Геотермальна енергія — це потужне, екологічно чисте та майже невичерпне джерело енергії, яке базується на використанні тепла земних надр. Для отримання цього тепла необхідно буріння свердловин, які дозволяють отримати гарячу воду чи пару з глибин планети. Буріння геотермального поля “під ключ” передбачає повний цикл робіт від проектування до введення в експлуатацію, і цей процес складається з кількох ключових етапів. Розглянемо кожен із них детальніше.

1. Підготовчий етап: дослідження та планування

Геологічні дослідження

Перед тим як розпочати буріння, необхідно провести комплексне геологічне дослідження території. Основна мета цього етапу — оцінити потенціал геотермального ресурсу, визначити наявність гарячих водоносних шарів або магматичних камер. Геологи аналізують структуру підземних порід, а також існуючі геотермальні аномалії.

Процес включає використання різноманітних методів:

• Геофізичні дослідження (магнітні, гравіметричні, сейсмологічні методи) допомагають визначити структуру земної кори на великій глибині.
• Гідрогеологічні дослідження допомагають виявити місцезнаходження підземних вод і їхні теплові характеристики.
• Термальні дослідження дають можливість оцінити температуру на різних глибинах і визначити оптимальні місця для буріння.

Екологічні та регуляторні аспекти

Ще один важливий момент підготовчого етапу — екологічний аналіз та отримання всіх необхідних дозволів. Потрібно врахувати потенційний вплив на довкілля, включаючи можливі ризики для водних ресурсів і поверхневих екосистем. Також необхідно отримати дозвіл від місцевих органів влади та провести консультації з громадськістю, особливо якщо буріння відбувається поблизу населених пунктів.

Проектування свердловин

На основі результатів досліджень проектують самі свердловини. Цей процес включає розрахунок їхньої глибини, діаметру, матеріалів обсадних труб та інших технічних параметрів. Мета — оптимізувати ефективність буріння і зменшити ризики пов’язані з тиском, температурою і геологічними умовами.

2. Підготовка майданчика

Після завершення планування переходять до підготовки території. Це включає кілька важливих кроків:

• Очищення майданчика: усувають рослинність, вирівнюють ґрунт і забезпечують доступ для техніки.
• Будівництво інфраструктури: прокладаються дороги для під’їзду важкої техніки, встановлюються тимчасові споруди для робітників, склади для зберігання обладнання і матеріалів.
• Організація системи водопостачання: для буріння необхідна велика кількість води, тому створюються резервуари або підключаються до найближчих водних ресурсів.
• Забезпечення безпеки: встановлюються загородження, сигнальні знаки, а також обладнання для боротьби з пожежами і аваріями.

3. Процес буріння

Буріння геотермальних свердловин

Буріння геотермальних свердловин має свої особливості порівняно з іншими видами буріння. Основна мета — досягти глибин, на яких температура достатньо висока для виробництва енергії. Глибина свердловин може сягати від кількох сотень до кількох тисяч метрів.

Процес буріння включає кілька етапів:

• Попереднє буріння. На першому етапі використовують великі долота для створення отвору в ґрунті і установлення обсадних колон.
• Основне буріння. Після попереднього буріння свердловина поглиблюється до необхідної глибини за допомогою більш точних інструментів.
• Використання бурового розчину. Для охолодження бурового долота і стабілізації стінок свердловини використовують спеціальні рідини, що циркулюють всередині свердловини.
• Обсадження свердловин. На кожному етапі буріння свердловини закріплюються сталевими або іншими обсадними трубами, щоб запобігти обвалам і змішуванню пластових вод.

Технічні труднощі

Геотермальне буріння часто стикається з такими проблемами, як високі температури і тиски, агресивні хімічні середовища та нестабільні гірські породи. Для успішного подолання цих викликів використовуються спеціалізовані бурові установки та матеріали, стійкі до впливу екстремальних умов.

4. Тестування і оцінка результатів буріння

Після завершення буріння свердловини її тестують, щоб оцінити ефективність отримання геотермальної енергії.

Тестування на потужність і температуру

Одразу після буріння проводиться випробування, під час якого оцінюється кількість тепла, яке може видобувати свердловина, і температура теплоносія. Ці випробування включають:

• Тестування дебіту свердловини: вимірюється об’єм гарячої води або пари, яку свердловина може постачати на поверхню.
• Вимірювання температури: температурні датчики встановлюються в різних місцях свердловини, щоб оцінити зміни температури на різних глибинах.

Оцінка хімічного складу

Геотермальні рідини можуть містити різноманітні мінерали та хімічні сполуки, включаючи сірководень, кремнезем та метали. Оцінка хімічного складу допомагає визначити можливі корозійні або відкладені процеси, які можуть впливати на трубопроводи і обладнання.

5. Встановлення енергетичної інфраструктури

Якщо свердловина показує високі результати, переходять до встановлення енергетичної інфраструктури для перетворення геотермальної енергії в електроенергію або тепло. Цей етап включає кілька ключових елементів:

Теплообмінники та турбіни

Основне завдання — передати тепло з підземної води або пари до теплообмінників, які використовують цю енергію для генерації електроенергії. Парові турбіни, під’єднані до генераторів, перетворюють енергію тепла в електричну енергію.

Система рекуперації теплоносія

У багатьох геотермальних установках використовують закриті цикли. Після того, як вода або пара віддали своє тепло, їх повертають назад у підземні резервуари для повторного використання. Це допомагає зберігати стабільність системи і запобігати вичерпанню геотермального ресурсу.

Система транспортування енергії

Встановлюються трубопроводи для транспортування гарячої води, пари або теплової енергії до кінцевого споживача. У разі генерації електроенергії необхідно побудувати лінії електропередач для її доставки в електромережу.

6. Введення в експлуатацію та обслуговування

Після завершення будівництва і встановлення всіх систем відбувається введення об’єкту в експлуатацію. Для цього проводиться серія тестувань та запуску обладнання, після чого система може почати стабільно працювати.

Моніторинг та технічне обслуговування

Для забезпечення довготривалої та стабільної роботи геотермального поля необхідно проводити регулярний моніторинг усіх ключових показників — температури, тиску, дебіту рідини. Технічне обслуговування також включає регулярну чистку обладнання, заміну зношених частин і контроль за станом свердловин.

7. Закриття свердловин

Після завершення життєвого циклу свердловини або при виснаженні ресурсу, проводять процес закриття. Це передбачає герметизацію свердловини, щоб запобігти витоку теплоносія та забрудненню підземних вод.

Буріння геотермального поля “під ключ” — це складний та багатоступеневий процес, який потребує високої кваліфікації фахівців, сучасного обладнання та ретельного планування. Завдяки поєднанню геологічних досліджень, високотехнологічного буріння і передових систем енергетичної інфраструктури, геотермальна енергія може стати одним із ключових елементів сталого розвитку енергетики в усьому світі.

Ми працюємо в Україні, а саме в Київській області. Отримати консультацію з питань інженерно-геологічних, гідрогеологічних, геодезичних та інших супутніх послуг ви можете у нас в “Акваторії”.

Ми надаємо гарантії на свою роботу та використовуємо регулярне технічне обслуговування, забезпечуючи довгострокову працездатність свердловин.