"То, что мы сделали до сих пор, — это не более чем поцарапать поверхность Земли. Тепло, которое многие люди извлекают из своих садов, а затем обновляют тепловые насосы, является не геотермальной, а солнечной энергией », — говорит исследователь SINTEF Александр Кейн.
При поддержке группы промышленных и технологических компаний, Кейн является менеджером исследовательского проекта Nextdrill, участники которого полным ходом работают над разработкой буровых инструментов, которые сделают прибыльным использование истинного геотермального тепла.
Строгие требования к стоимости
Ближайшая цель — пробурить скважины на глубину от пяти до шести километров, где мы сталкиваемся с температурами, которые достаточно высоки, чтобы позволить использовать тепло для централизованного теплоснабжения и производства электроэнергии.
«Для того, чтобы это было коммерчески жизнеспособным, нам нужно будет бурить намного дешевле, чем это делает нефтяная промышленность, и без постоянных субсидий.
В то же время нам необходимо проникнуть в коренные породы, которые намного труднее, чем мы находим на континентальном шельфе в Северном море. Может показаться, что невозможно сделать обе эти вещи одновременно, но мы очень верим в такую возможность, если исследования будут продолжаться в том же направлении после завершения этого предварительного проекта », — говорит Кейн.
Высокоскоростной; длительный срок службы Как и во всех буровых работах, таксометр быстро поднимается. Если геотермальное тепло должно быть конкурентоспособным в качестве источника энергии, время, затрачиваемое на бурение, должно быть сведено к минимуму.
Операторы бурения, которые хотят улавливать это тепло, должны иметь возможность бурить на высокой скорости. Они также не могут позволить себе потерю времени, если буровое долото всегда приходится поднимать на поверхность и заменять.
Проект Nextdrill — ответ на этот вызов.
Трое из ее членов — SINTEF, шведская Sandvik и немецкая H.C. Starck — совместно разрабатывают материалы для бурового долота с длительным сроком службы.
Другой участник — норвежская технологическая компания Resonator, которая в настоящее время разрабатывает электрическое ударное роторное сверло, инструмент, который дробит породу, нанося удары молотком по мере вращения бурового долота. Электрическое управление предлагает возможность дистанционного управления и более энергоэффективные системы бурения, чем технологии, основанные на сегодняшних пневматических или гидравлических системах. Первое испытание в августе В течение этого года в рамках проекта Nextdrill будут проведены первые пробные небольшие буровые работы возле Ас в округе Акерсхус.
В августе и снова в ноябре специально разработанная версия ударно-роторной дрели Resonator будет работать с твердыми породами. Он, в свою очередь, будет оснащен имеющимися в продаже буровыми долотами и долотами из материалов с высокой износостойкостью, разрабатываемых в рамках проекта.
Эти испытания преследуют две основные цели.
Они предоставят новые знания о том, как происходит износ буровых коронок при дроблении породы с помощью электрического ударного роторного сверла. Испытания также покажут, как количество ударов в единицу времени влияет на скорость бурения.
«Хотя мы не будем проводить очень глубокое бурение во время этих испытаний, мы надеемся собрать важные данные для следующих этапов наших усилий по разработке высокопрочных материалов», — говорит Кейн.
Геотермальная энергия
Тепло, которое хочет уловить французский руководитель проекта SINTEF, известно как геотермальная энергия, и его получают из двух источников, которые лежат далеко у нас под ногами. Около одной трети этого тепла было накоплено в расплавленном ядре Земли с момента образования нашей планеты.
Остальные две трети происходят от распада радиоактивных изотопов в земной коре. Этот процесс выделяет тепло, а это означает, что температура растет метр за метром по мере того, как мы углубляемся внутрь планеты.
Для использования этого тепла необходимо пробурить два типа скважин; один для откачки холодной воды, а другой для повторного подъема горячей воды (см. рисунок).
Сверло, которое выполняет эту работу, должно дробить твердые породы, такие как гранит. Основная цель проекта Nextdrill — найти сочетание износостойких, долговечных материалов и технических решений, которые могут это сделать.
Лабораторные испытания и компьютерные модели
Буровое долото должно выдерживать высокий уровень трения в дополнение к огромному количеству механических повреждений в результате высокочастотных ударов молотка.
«Лабораторные испытания и виртуальные эксперименты, выполненные с помощью компьютерных моделей, научили нас многому в отношении сверления гранита и позволили нам разработать модели, которые мы используем для определения оптимальной формы и состава бурового долота.
Пробные буровые работы в As дадут нам измерения, которые позволят нам еще больше улучшить компьютерную модель », — говорит Кейн.