புவிவெப்பக் கிணறுகள் செயல்படும் மற்றும் நிறுவப்படும் விதம்

புவிவெப்பக் கிணறுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன மற்றும் நிறுவப்படுகின்றன

புவிவெப்ப ஆற்றல் என்பது பூமிக்குள்ளிருந்து வரும் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தும் ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாகும். 'நெருப்பு வளையம்' பகுதியில் அமைந்துள்ள இந்தோனேசியா உட்பட பல நாடுகளில், மின்சார உற்பத்தி மற்றும் நேரடி வெப்பப் பயன்பாட்டிற்கு புவிவெப்ப ஆற்றல் மகத்தான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. புவிவெப்ப ஆற்றல் பயன்பாட்டில் மிக முக்கியமான கூறுகளில் ஒன்று புவிவெப்பக் கிணறு ஆகும். இது, பூமிக்கு அடியில் உள்ள ஒரு நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து சூடான திரவங்களை (நீராவி மற்றும்/அல்லது சுடுநீர்) எடுப்பதற்காகத் துளையிடப்படும் ஒரு ஆழ்துளை ஆகும். இந்தக் கட்டுரை, ஒரு புவிவெப்பக் கிணறு எவ்வாறு செயல்படுகிறது மற்றும் அதை நிறுவுவதற்கான பொதுவான வழிமுறைகள் குறித்து விவாதிக்கிறது.

1. புவிவெப்பக் கிணறு என்றால் என்ன?

புவிவெப்பக் கிணறு என்பது ஒரு புவிவெப்ப நீர்த்தேக்க மண்டலத்தை அடைவதற்காக ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்திற்குத் துளையிடப்படும் ஒரு கிணறு ஆகும். இந்த நீர்த்தேக்கத்தில் அழுத்தப்பட்ட சூடான திரவம், அதாவது நீராவி, சுடுநீர் மற்றும் ஆவியாகாத வாயுக்கள் (குறிப்பிட்ட செறிவுகளில் CO₂ மற்றும் H₂S போன்றவை) அடங்கிய கலவை உள்ளது. புவிவெப்பக் கிணறுகளில் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட வகைகள் உள்ளன; ஒரு புவிவெப்பப் புலம் பொதுவாகக் கீழ்க்கண்டவற்றைக் கொண்டிருக்கும்:

1. உற்பத்தி கிணறு: சூடான திரவத்தைப் பயன்பாட்டிற்காக மேற்பரப்பிற்குக் கொண்டு வருகிறது.
2. உட்செலுத்துக் கிணறு: இது ஒடுங்கிய நீரை அல்லது உவர்நீரை (அதிக கனிம உள்ளடக்கம் கொண்ட வெந்நீர்) நீர்த்தேக்கத்திற்குத் திருப்பி அனுப்புகிறது. இதன்மூலம் அழுத்தம் நிலையாக இருப்பதோடு, சுற்றுச்சூழலும் சிறப்பாகப் பாதுகாக்கப்படுகிறது.
3. கண்காணிப்புக் கிணறுகள்: அழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் நீர்த்தேக்கத்தின் செயல்பாடுகளைக் கண்காணித்தல்.

இந்தக் கிணறுகளின் ஒருங்கிணைப்பின் மூலம், புவிவெப்ப அமைப்பானது நீர்த்தேக்கச் சமநிலையைப் பராமரித்து, களத்தின் செயல்பாட்டுக் காலத்தை நீட்டித்து, நிலைத்தன்மையுடன் செயல்பட முடியும்.

2. புவிவெப்பக் கிணறுகள் செயல்படும் விதம்

ஒரு புவிவெப்பக் கிணறு செயல்படும் விதம், நீர்த்தேக்கத்தின் பண்புகள் மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் உற்பத்தித் தொழில்நுட்பத்தைப் பொறுத்து அமைகிறது. இருப்பினும், பொதுவான கொள்கை பின்வருமாறு:

அ) புவிவெப்பம் உருவாகி நீர்த்தேக்கங்களில் சேமிக்கப்படுகிறது.
பூமியின் ஆழத்திலிருந்து, எரிமலைக் குழம்புச் செயல்பாடு அல்லது இயற்கையான வெப்பச் சரிவுகள் காரணமாக வெப்பம் உருவாகிறது. கீழ்நோக்கிக் கசியும் நிலத்தடி நீர், நுண்துளைகள் கொண்ட அல்லது பிளவுபட்ட பாறைகளில் வெப்பமடைந்து சிக்கிக்கொண்டு, நீர்த்தேக்கங்களை உருவாக்குகிறது. ஆழத்தில் நிலவும் உயர் அழுத்தம், திரவங்கள் கணிசமான அளவு ஆற்றலைச் சேமித்துக்கொள்ள அனுமதிக்கிறது.

ஆ) உற்பத்திக் கிணறு வழியாக சூடான திரவம் மேலேறுகிறது.
ஒரு உற்பத்தி கிணறு திறக்கப்படும்போது, ​​அழுத்த வேறுபாட்டின் காரணமாக திரவம் மேல்நோக்கி நகர்கிறது. சில சமயங்களில், ஒரு பம்ப் இல்லாமலேயே திரவம் தானாகவே பாயும் (ஆர்டீசியன்). குறிப்பிட்ட வகைகளில்—குறிப்பாக மிதமான வெப்பநிலை புவிவெப்ப அமைப்புகளுக்கு—ஒரு கிணற்றுப் பம்ப் தேவைப்படலாம்.

c) நீராவி மற்றும் நீரைப் பிரித்தல் (தேவைப்பட்டால்)
வெளியேறும் பாய்மம் நீராவி மற்றும் நீரின் கலவையாக இருந்தால், ஒரு மேற்பரப்புப் பிரிப்பான் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நீராவி விசையாழிக்குச் செலுத்தப்படுகிறது, அதே சமயம் சுடுநீரை (உப்புநீர்) உட்செலுத்துக் கிணற்றுக்குத் திருப்பி அனுப்பலாம் அல்லது பிற நோக்கங்களுக்காக (சூடாக்குதல், உலர்த்துதல் அல்லது தொழில்துறை செயல்முறைகள் போன்றவை) பயன்படுத்தலாம்.

d) மின்சாரமாக அல்லது நேரடி வெப்பமாக மாற்றுதல்
மூன்று முக்கிய புவிவெப்ப மின் நிலையத் திட்டங்கள் பின்வருமாறு:
– உலர் நீராவி: உலர் நீராவி நேரடியாக விசையாழியைச் சுழற்றுகிறது.
திடீர் நீராவி: அழுத்தப்பட்ட சுடு நீர், குறைந்த அழுத்தத்தில் திடீரென நீராவியாக மாற்றப்படுகிறது; அந்த நீராவி ஒரு விசையாழியைச் சுழற்றுகிறது.
– இருமைச் சுழற்சி: புவிவெப்பத் திரவத்திலிருந்து வரும் வெப்பம், ஒரு வெப்பப் பரிமாற்றியில் உள்ள இரண்டாம் நிலைச் செயல்பாட்டுத் திரவத்தை (எ.கா., ஐசோபியூட்டேன்) சூடாக்குகிறது; அந்தச் செயல்பாட்டுத் திரவம் ஆவியாகி ஒரு விசையாழியைச் சுழற்றுகிறது. இந்தத் திட்டம் குறைந்த நீர்த்தேக்க வெப்பநிலைகளுக்கு ஏற்றது மற்றும் இது பெரும்பாலும் மூடிய சுழற்சியாக இருப்பதால், குறைந்த உமிழ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

இ) நீர்த்தேக்கத்தில் திரவத்தை மீண்டும் செலுத்துதல்
ஆற்றல் பிரித்தெடுக்கப்பட்ட பிறகு, மீதமுள்ள திரவம் பொதுவாக ஒரு ஊசி கிணறு வழியாக மீண்டும் செலுத்தப்படுகிறது. ஊசி போடுவது பின்வருவனவற்றிற்கு உதவுகிறது:
– நீர்த்தேக்க அழுத்தத்தைப் பராமரிக்கவும்,
– உற்பத்தி குறைவதற்கான அபாயத்தைக் குறைக்கவும்,
– சுற்றுச்சூழலில் கனிம நீர் வெளியேற்றத்தைக் குறைத்தல்,
– நீண்ட கால நிலைத்தன்மையை ஆதரிக்கிறது.

3. புவிவெப்பக் கிணறு நிறுவுதலின் நிலைகள்

புவிவெப்பக் கிணறு அமைத்தல் என்பது புவியியல் ஆய்வுகள், துளையிடும் பொறியியல், பாதுகாப்பு, மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அனுமதி மற்றும் மேலாண்மை ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். அதன் பொதுவான படிநிலைகள் பின்வருமாறு:

1) பூர்வாங்க மற்றும் ஆய்வு ஆய்வுகள்
துளையிடுவதற்கு முன், பொருத்தமான இடங்களைக் கண்டறிவதற்கும், கிணறு செயலிழப்பதால் ஏற்படும் அதிக செலவுகளின் அபாயத்தைக் குறைப்பதற்கும் ஒரு கணக்கெடுப்பு நடத்தப்படுகிறது. இந்தக் கட்டத்தில் பின்வருவன அடங்கும்:
– புவியியல் ஆய்வுகள்: பாறை வரைபடம், பிளவு அமைப்புகள், மேற்பரப்பு வெளிப்பாடுகள் (வெந்நீரூற்றுகள், புகைத்துளைகள்).
– புவி வேதியியல்: நீர்த்தேக்கத்தின் வெப்பநிலை மற்றும் திரவத்தின் தோற்றத்தைக் கண்டறிய, அதன் வெந்நீர் உள்ளடக்கத்தைப் பகுப்பாய்வு செய்தல்.
– புவி இயற்பியல்: நிலத்தடி கட்டமைப்புகளை வரைபடமாக்குவதற்கான காந்தப்புவி மின்னியல் (MT), புவியீர்ப்பு, நில அதிர்வு அல்லது மின்தடையியல் முறைகள்.
– கிணறு அமைவிடத் தேர்வு: அணுகல், நில அமைப்பு, பாதுகாப்பு மற்றும் சாத்தியமான வெப்ப இருப்பு ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்ளுதல்.

ஆய்வு முடிவுகள் இலக்கு ஆழம், துளையிடும் திசை (செங்குத்து அல்லது திசைசார்ந்தது) மற்றும் தொழில்நுட்ப வடிவமைப்பு ஆகியவற்றைத் தீர்மானிக்கும்.

2) உரிமம் பெறுதல், AMDAL மற்றும் தளத் தயாரிப்பு
புவிவெப்பத் திட்டங்கள் பெரிய அளவிலானவை மற்றும் பெரும்பாலும் உணர்திறன் மிக்க பகுதிகளில் அமைந்திருப்பதால், பின்வருவனவற்றைச் செய்வது அவசியம்:
– விதிமுறைகளின்படி உரிமம் வழங்குதல்,
– சுற்றுச்சூழல் ஆய்வுகள் (எ.கா. AMDAL),
– பொது கலந்தாய்வு மற்றும் சமூக மேலாண்மைத் திட்டங்கள்.

களத்தில், குறைந்த அளவிலான நிலம் சீரமைத்தல், கிணற்றுத் தளம் அமைத்தல், சாலை அணுகல் வசதி, மற்றும் மழைநீர், துளையிடும் சேறு ஆகியவற்றை வெளியேற்றுவதற்கான வடிகால் அமைப்பு ஆகியவை மேற்கொள்ளப்பட்டன.

3) கருவிகள் மற்றும் உபகரணங்களைத் திரட்டுதல்
புவிவெப்பத் துளையிடும் கருவிகள், எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயுக் கருவிகளிலிருந்து பல வழிகளில் வேறுபடுகின்றன; முதன்மையாக, அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அரிப்பு ஏற்படுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளே இந்த வேறுபாட்டிற்குக் காரணம். இதில் கொண்டு செல்லப்படும் உபகரணங்கள் பின்வருமாறு:
– இழுவை மற்றும் தூக்கும் அமைப்பு,
– மண் இறைப்பான்,
– துளையிடும் குழாய் மற்றும் துளையிடும் முனை,
– கிணற்றுக் கட்டுப்பாட்டு உபகரணங்கள் (கிணற்று வெடிப்புத் தடுப்பான்/BOP),
– திரவக் கையாளுதல் அமைப்புகள், தொட்டிகள் மற்றும் பாதுகாப்பு வசதிகள்.

4) படிப்படியாகத் துளையிடுதல் (பகுதித் துளையிடல்)
புவிவெப்பக் கிணறுகள் பொதுவாக, ஆழம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க விட்டம் குறையும் படிநிலைகளில் துளையிடப்படுகின்றன:
– கடத்தி உறை: நிலத்தின் மேற்பகுதியை நிலைப்படுத்தவும், அது சரிந்துவிடாமல் தடுக்கவும் பயன்படும் தொடக்கக் குழாய்.
– மேற்பரப்புக் குழாய் உறை: ஆழமற்ற நீர்நிலைகளைப் பாதுகாத்து, ஆரம்பகட்ட பாதுகாப்பை வழங்குகிறது.
– இடைநிலை உறையிடல் (தேவைப்பட்டால்): குறிப்பிட்ட நிலையற்ற அல்லது அழுத்தமுள்ள பாறை மண்டலங்களுக்கு.
– உற்பத்தி உறை/உள்வரி: திரவ ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த உற்பத்திப் பகுதியை வரிசைப்படுத்துகிறது.

துளையிடும் போது, ​​பாறைத் துண்டுகளை மேலேற்றுவதற்கும், கிணற்றுத் துளையை நிலைப்படுத்துவதற்கும், அழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும், மற்றும் துளையிடும் முனையைக் குளிர்விப்பதற்கும் துளையிடும் சேறு பயன்படுத்தப்படுகிறது. புவிவெப்ப ஆற்றலில், பாறை முறிவுகளால் ஏற்படும் சுழற்சி இழப்பு மற்றும் சேற்றின் பண்புகளைப் பாதிக்கும் அதீத வெப்பநிலை ஆகியவை கூடுதல் சவால்களாகும்.

5) உறை பொருத்துதல் மற்றும் சிமெண்ட் இடுதல்
ஒவ்வொரு பகுதியும் துளையிடப்பட்ட பிறகு, குழாய் உறை இடுதல் மற்றும் சிமெண்ட் பூசுதல் ஆகியவை செய்யப்படுகின்றன. சிமெண்ட் பூசுதல் மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் அதன் நோக்கம்:
– உறையை பாறை அமைப்புடன் கட்டுங்கள்,
– அடுக்குகளுக்கு இடையில் திரவக் கசிவைத் தடுக்கவும்,
– உயர் வெப்பநிலையில் கிணற்றின் ஒருமைப்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது.

புவிவெப்ப சிமென்ட் பொருட்கள், கிணறு வெப்ப-குளிரூட்டும் சுழற்சிக்கு உட்படும்போது விரிசல் ஏற்படுவதைத் தடுக்கும் வகையில், வெப்பம் மற்றும் வெப்பத்தடுப்புத் திறன் கொண்டவையாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

6) கிணறு கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பு
புவிவெப்ப ஆற்றலானது அழுத்தப்பட்ட நீராவியையும் H₂S போன்ற அபாயகரமான வாயுக்களையும் உருவாக்கக்கூடும். எனவே, பாதுகாப்புத் தரநிலைகள் மிகவும் கடுமையாகப் பின்பற்றப்படுகின்றன, அவற்றுள் பின்வருவன அடங்கும்:
– BOP நிறுவுதல்,
– கிணறு கட்டுப்பாட்டு நடைமுறைகள்,
– வாயு கண்காணிப்பு,
– தனிப்பட்ட பாதுகாப்பு உபகரணங்களைப் பயன்படுத்துதல்,
– அவசரகால பதிலளிப்புத் திட்டம்.

7) கிணறு நிறைவு மற்றும் தூண்டுதல்
இலக்கை அடைந்த பிறகு, நிறைவுக் கட்டம் பின்வருமாறு மேற்கொள்ளப்படுகிறது:
– கிணற்றுத் தலை மற்றும் பாதுகாப்பு வால்வு பொருத்துதல்,
– (வடிவமைப்பைப் பொறுத்து) துளைகளை அமைத்தல் அல்லது குறிப்பிட்ட உற்பத்திப் பகுதிகளைத் திறத்தல்,
– (தேவைப்பட்டால்) தூண்டுதல், உதாரணமாக, கிணற்றைச் சுத்தம் செய்தல் அல்லது திரவ ஓட்டத்தின் ஊடுருவும் தன்மையை அதிகரிப்பதற்கான சிகிச்சை.

புவிவெப்ப ஆற்றலில், நிறைவுப் பணியின்போது சிலிக்கா அல்லது கால்சைட் போன்ற கனிமங்கள் வீழ்படிவாவது (செதில் படிதல்) மற்றும் அரிமானம் ஆகியவற்றையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

8) உற்பத்திச் சோதனை (கிணற்றுச் சோதனை)
ஒரு கிணறு தோண்டப்பட்டவுடன், அது உடனடியாக நிரந்தரமாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை. பின்வரும் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன:
– நீராவி/நீர் உற்பத்தி விகிதத்தை அளவிடுவதற்கான பாய்வு சோதனை,
– வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த அளவீடு,
– திரவங்களின் வேதியியல் பகுப்பாய்வு,
– பாய்வு நிலைத்தன்மை மற்றும் படிவு சாத்தியக்கூறுகளின் மதிப்பீடு.

சோதனைத் தரவுகள், அந்தக் கிணறு உற்பத்திக்கு ஏற்றதா, பழுதுபார்ப்பு தேவையா, அல்லது உட்செலுத்துக் கிணறாகப் பயன்படுத்தப்பட உள்ளதா என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றன.

9) மேற்பரப்பு வசதிகளில் ஒருங்கிணைப்பு
கிணறு செயல்பாட்டு நிலைக்குள் நுழையும்போது, ​​அது பின்வருவனவற்றுடன் இணைக்கப்படுகிறது:
– இரு கட்டக் குழாய்கள் (நீராவி-நீர்) அல்லது நீராவிக் குழாய்கள்,
– பிரிப்பான் மற்றும் தேய்ப்பான்,
– மின்னாக்கி (சுழலி, மின்தேக்கி, குளிரூட்டும் கோபுரம்),
– திரும்பும் உட்செலுத்தல் குழாய்.

இந்த முழு வலையமைப்பும் அதிக வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் அரிக்கும் தன்மையுள்ள சூழல்களைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

4. புவிவெப்பக் கிணறுகளை நிறுவுவதில் உள்ள முக்கிய சவால்கள்

புவிவெப்பக் கிணறு அமைத்தல் பின்வரும் தனித்துவமான சவால்களை எதிர்கொள்கிறது:
– கருவி தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்தி, சிமெண்ட்/கேசிங்கைப் பாதிக்கும் அதீத வெப்பநிலை.
– பிளவுபட்ட பாறையில் ஏற்படும் இரத்த ஓட்ட இழப்பு, துளையிடும் செலவுகளையும் நேரத்தையும் அதிகரிக்கக்கூடும்.
குழாய்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு உபகரணங்களைப் பாதிக்கும் படிவு மற்றும் அரிப்பு.
H₂S அபாயங்கள் மற்றும் வாயு வெளியேற்றங்களுக்குத் தணிப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.
– இடங்களுக்குச் செல்வதற்கான வழிகள் பெரும்பாலும் மலைப்பகுதிகளில் இருப்பதால், தளவாட ஏற்பாடுகள் கடினமாக உள்ளன.

எனவே, புவிவெப்ப வடிவமைப்பு, பொருட்கள் மற்றும் இயக்க நடைமுறைகள் ஆகியவை நீண்டகால நம்பகத்தன்மைக்கு அதிக முக்கியத்துவம் அளிக்கின்றன.

5. முடிவுரை

புவிவெப்ப ஆற்றல் கிணறுகள், புவிவெப்ப ஆற்றலை அறுவடை செய்வதற்கான முதன்மை நுழைவாயிலாகும்: நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து சூடான திரவங்கள் உற்பத்தி கிணறுகள் வழியாக மேலேற்றப்பட்டு, மின்சாரம் அல்லது நேரடி வெப்பத்தை உருவாக்க மேற்பரப்பில் பதப்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் ஒரு நிலையான மற்றும் நீடித்த அமைப்பைப் பராமரிப்பதற்காக உட்செலுத்துக் கிணறுகள் வழியாக மீண்டும் பூமிக்கடியில் செலுத்தப்படுகின்றன. நிறுவுவதற்கு, ஆய்வு மற்றும் அனுமதி பெறுதல் முதல் துளையிடுதல், குழாய் உறை மற்றும் சிமெண்ட் பொருத்துதல், உற்பத்தி சோதனை மற்றும் உற்பத்தி வசதிகளை ஒருங்கிணைத்தல் வரை பல படிநிலைகள் தேவைப்படுகின்றன. கவனமான திட்டமிடல் மற்றும் உயர் பாதுகாப்புத் தரங்களுடன், புவிவெப்பக் கிணறுகள் தூய்மையான ஆற்றல் மாற்றம் மற்றும் தேசிய ஆற்றல் பாதுகாப்பிற்கு ஆதரவளிக்கும் ஒரு மூலோபாய உள்கட்டமைப்பாக மாற முடியும்.

நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை மேலும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்ததாகவோ (உதாரணமாக, குழாய் உறை அளவுருக்கள், சிமெண்ட் வகைகள் மற்றும் கிணற்று முகப்பு வரைபடங்களைச் சேர்ப்பது) அல்லது பொது வாசகர்கள் எளிதில் புரிந்துகொள்ளும் வகையில் எளிமையாக்கவோ என்னால் முடியும். அத்துடன், தேவைக்கேற்ப வார்த்தைகளின் எண்ணிக்கை சுமார் 1000 ஆக இருப்பதை நான் உறுதி செய்வேன்.