புவிவெப்ப மின் நிலையங்களுக்கான குழாய் அமைப்பு வடிவமைப்பு

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களுக்கான குழாய் அமைப்பு வடிவமைப்பு

புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள், பூமிக்குள்ளிருந்து கிடைக்கும் வெப்ப ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி, நம்பகமான மற்றும் நீடித்த முறையில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. அடிக்கடி முன்னிலைப்படுத்தப்படும் டர்பைன்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்களுக்குப் பின்னால், அதே அளவு முக்கியத்துவம் வாய்ந்த ஒரு கூறு உள்ளது: அதுவே குழாய் அமைப்பு. புவிவெப்பக் குழாய் அமைப்பானது, சூடான திரவத்தை (நீராவி, சுடுநீர்/உப்புநீர் மற்றும் ஆவியாகாத வாயு ஆகியவற்றின் கலவை) உற்பத்தி கிணறுகளிலிருந்து மேற்பரப்பு வசதிகளுக்குக் கொண்டு செல்கிறது. இது திரவத்தின் நிலைகளைப் பிரித்து, நீராவியை டர்பைனுக்கு அனுப்பி, உப்புநீர் மற்றும் ஆவியான நீரை மீண்டும் செலுத்துவதற்காகக் கையாளுகிறது. புவிவெப்பத் திரவங்களின் அரிக்கும் தன்மை, படிவு உருவாக்கும் தன்மை, உயர் வெப்பநிலை மற்றும் இரு-நிலைத் தன்மை ஆகியவற்றின் காரணமாக, வழக்கமான தொழில்துறை குழாய் அமைப்புகளை விட, குழாய் அமைப்பு வடிவமைப்பிற்கு மிகவும் கடுமையான அணுகுமுறை தேவைப்படுகிறது.

1. புவிவெப்ப திரவங்களின் பண்புகளைப் புரிந்து கொள்ளுங்கள்

வடிவமைப்பின் முதல் படி, திரவத்தின் நிலைமைகளைப் புரிந்துகொள்வதாகும்: வெப்பநிலை, அழுத்தம், பாய்வு விகிதம், கரைந்த திடப்பொருட்களின் அளவு, pH, CO₂/H₂S அளவு, மற்றும் சிலிக்கா, கால்சைட் அல்லது சல்பைடுகள் போன்ற படிவுகள் உருவாவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள். புவிவெப்பத் திரவங்கள் உலர் நீராவி, பெரும்பாலும் ஆவி (திடீர் நீராவி), பெரும்பாலும் திரவம் (இருபடி அமைப்புகளில் உப்புநீர்), அல்லது கிணற்றிலிருந்து வரும் இரு-கட்டக் கலவையாக இருக்கலாம். ஒவ்வொரு வகையும் மூலப்பொருள் தேர்வு, குழாய் தடிமன், காப்புத் தேவைகள் மற்றும் உபகரண உள்ளமைவு (பிரிப்பான்கள், சுத்திகரிப்பான்கள், ஒலி அடக்கிகள்) ஆகியவற்றில் செல்வாக்கு செலுத்துகிறது.

மேலும், அரிமானம் மற்றும் தேய்மானத்தின் அபாயங்களையும் வடிவமைப்பில் மதிப்பிட வேண்டும். H₂S, CO₂, குளோரைடு மற்றும் pH நிலைமைகளால் அரிமானம் தூண்டப்படுகிறது; அதே சமயம், இரு-கட்ட ஓட்டங்கள் அல்லது திடத் துகள்களைக் கொண்ட ஓட்டங்களில் தேய்மானம் பெரும்பாலும் ஏற்படுகிறது. உயர் வெப்பநிலை மற்றும் தீவிரமான வேதிப்பொருட்களின் கலவையானது, மூலப்பொருள் தேர்வு மற்றும் அரிமானப் பாதுகாப்பை மிகவும் முக்கியமான முடிவுகளில் ஒன்றாக ஆக்குகிறது.

2. குழாய்வழி அமைப்பு: கிணற்றிலிருந்து மின் உற்பத்தி நிலையம் வரை

பொதுவாக, ஒரு மேற்பரப்பு புவிவெப்பக் குழாய் அமைப்பில் பின்வருவன அடங்கும்:

1. கிணற்றுத்தலைக் குழாய் அமைப்பு: உற்பத்திக் கிணற்றை சேகரிப்பு அமைப்புடன் இணைக்கிறது.
2. நீராவி/உப்புநீர் சேகரிப்பு வலையமைப்பு: இது பல கிணறுகளிலிருந்து திரவத்தை ஒரு பிரிப்பான் நிலையத்திற்கோ அல்லது நேரடியாக மின் உற்பத்தி நிலையத்திற்கோ செலுத்துகிறது.
3. பிரதான நீராவி குழாய்: செறிவூட்டப்பட்ட/உலர் நீராவியை விசையாழிக்குக் கொண்டு செல்கிறது.
4. உவர்நீர்/சுருங்கிய நீர்க் குழாய்: மீதமுள்ள பிரிப்புத் திரவத்தை அல்லது சுருங்கிய நீரை மறு உட்செலுத்தலை நோக்கிச் செலுத்துகிறது.
5. காற்றோட்ட மற்றும் ஆவியாகாத வாயு (NCG) அமைப்பு: ஆவிசுருக்கியின் செயல்திறனைக் குறைக்காத வகையில் ஆவியாகாத வாயுக்களைக் கையாளுகிறது.

கருத்தியல் கட்டத்தின் போது, ​​கிணற்றுக்கு அருகில் (கிணற்றுத்தளப் பிரிப்பான்) அல்லது மையத்தில் (மையப் பிரிப்பு) பிரிப்பு செய்யப்படுமா என்பதை வடிவமைப்பாளர் தீர்மானிக்கிறார். கிணற்றுக்கு அருகிலுள்ள பிரிப்பு, நீண்ட தூரக் குழாய்களில் உள்ள இரு-கட்டப் பாய்வுச் சிக்கல்களைத் தணிக்க முடியும், ஆனால் அது உபகரணங்களின் அளவையும் பல செயல்பாடுகளின் தேவையையும் அதிகரிக்கிறது. மையப் பிரிப்பு செயல்பாடுகளை எளிதாக்குகிறது, ஆனால் அதற்கு மிகவும் சவாலான இரு-கட்டக் குழாய் வடிவமைப்பு தேவைப்படுகிறது.

3. குழாய் விட்டத்தை நிர்ணயித்தல் மற்றும் நீரியல் கணக்கீடுகள்

குழாயின் விட்டம், இலக்கு அழுத்த இழப்பு, பாய்வு வேகம் மற்றும் செயல்பாட்டுக் கட்டுப்பாடுகள் (எ.கா., இரு-கட்டப் பாய்வில் நீர் சுத்தி அல்லது திடீர் அழுத்த அதிகரிப்புக்கான சாத்தியம்) ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. நீராவி குழாய்களில், மிக அதிக வேகம் அழுத்த இழப்பையும் அரிப்பு அபாயத்தையும் அதிகரிக்கிறது, அதே சமயம் மிகக் குறைந்த வேகம் நீர்த்துளி படிதல் மற்றும் பாய்வு நிலைத்தன்மையின்மைக்கு வழிவகுக்கும். உப்புநீர்க் குழாய்களில், வேகம் வண்டல் படிவதைத் தடுக்கப் போதுமானதாக இருக்க வேண்டும், ஆனால் அரிப்பை அதிகரிக்கும் அளவுக்கு மிகையாக இருக்கக்கூடாது.

ஹைட்ராலிக் கணக்கீடுகளில் பொதுவாக பின்வருவன அடங்கும்:
– உராய்வு (உராய்வு இழப்பு), உயர மாற்றங்கள் மற்றும் இணைப்புப் பொருள்கள் (வால்வுகள், முழங்கைகள், டீ-கள்) ஆகியவற்றால் ஏற்படும் அழுத்தக் குறைவு.
– இரு-கட்ட மாதிரி (நீராவி-நீர் கலவைக் குழாய்களுக்கானது), இது கட்டங்களுக்கு இடையேயான நழுவல், நீராவிப் பின்னம் மற்றும் குழாய் நெடுகிலும் ஏற்படக்கூடிய பாய்வு முறை மாற்றங்கள் ஆகியவற்றைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது.
சரியாகக் காப்பிடப்படாத நீண்ட குழாய்களில் நீராவி ஒடுங்குதல், ஏனெனில் வெப்பநிலை வீழ்ச்சியானது நீர்த்துளியை உருவாக்கி, நீர் சுத்தி (வாட்டர் ஹேமர்) ஏற்படும் அபாயத்தை அதிகரிக்கும்.

நடைமுறையில், விட்டம் வடிவமைப்பு பெரும்பாலும் தொடர்செயல் முறையில் செய்யப்படுகிறது: அதாவது, ஒரு ஆரம்ப விட்டத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து, அழுத்தம் மற்றும் திசைவேக இழப்புகளைக் கணக்கிட்டு, பின்னர் குழாய் செலவுகள், பம்ப்/கம்ப்ரசர் செலவுகள் (ஏதேனும் இருந்தால்), மற்றும் ஆலைத் திறன் (ஏனெனில் நீராவி அழுத்த இழப்புகள் டர்பைனின் சக்தியைக் குறைக்கும்) ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொண்டு அதைச் சரிசெய்கிறது.

4. குழாய்ப் பொருட்கள் மற்றும் அரிப்புத் தடுப்பு உத்திகள்

பொருள் தேர்வு, திரவத்தின் வேதியியல் மற்றும் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. பல நீராவி அமைப்புகள், சிறந்த அரிப்புக் கட்டுப்பாட்டை வழங்கும் கார்பன் எஃகைப் பயன்படுத்துகின்றன. அதேசமயம், குளோரைடு செறிந்த அல்லது குறைந்த pH கொண்ட உவர்நீர்க் குழாய்களுக்கு, குறிப்பிட்ட துருப்பிடிக்காத எஃகுகள், கலப்பு எஃகுகள் அல்லது உள் பூச்சுகள் போன்ற அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட பொருட்கள் தேவைப்படலாம். இருப்பினும், அதிக குளோரைடு மற்றும் வெப்பநிலை நிலைகளில் அழுத்த அரிப்பு விரிசல் ஏற்படும் அபாயம் இருப்பதால், துருப்பிடிக்காத எஃகு கூட எப்போதும் பாதுகாப்பானதாக இருப்பதில்லை.

அரிப்புத் தடுப்பு உத்திகள் பொதுவாக பின்வருவனவற்றின் கலவையாகும்:
– திரவ மாதிரி சேகரிப்புத் தரவுகள் மற்றும் அரிமானச் சோதனை முடிவுகளின் அடிப்படையில் பொருத்தமான பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுத்தல்.
– இரசாயனக் கட்டுப்பாடு (எ.கா. குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் தடுப்பானைச் செலுத்துதல்).
– தேக்க மண்டலங்களையும் முட்டுப் பகுதிகளையும் தவிர்க்கும் வகையில் வடிவமைக்கவும், ஏனெனில் இந்தப் பகுதிகள் பெரும்பாலும் குறிப்பிட்ட இடங்களில் அரிப்பைத் துரிதப்படுத்துகின்றன.
– குழாய் தடிமனுக்கான அரிமான ஒதுக்கீடு, அதாவது வடிவமைப்பு ஆயுட்காலத்தில் மெலிவதைக் கருத்தில் கொண்டு சேர்க்கப்படும் கூடுதல் தடிமன்.

5. படிவு மற்றும் அசுத்தக் கட்டுப்பாடு

உப்புநீர்க் குழாய்கள் மற்றும் பிரிப்பு உபகரணங்களுக்குப் படிவு உருவாதல் ஒரு பெரும் அச்சுறுத்தலாகும். அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை குறையும்போது, ​​அல்லது வேதியியல் மாற்றங்கள் நிகழும்போது (எ.கா., CO₂ வாயு வெளியேற்றம்), சிலிக்கா, கால்சைட் மற்றும் பிற கனிமங்கள் வீழ்படிவாகலாம். குழாய் வடிவமைப்பில் பின்வருவனவற்றைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்:
– பாய்வு விகிதத்தையும் வெப்பநிலையையும் சீராகப் பராமரிக்கவும், அதனால் அது மிகைநிறைவு நிலையை மிக விரைவாகத் தாண்டாது.
– வீழ்படிவு உருவாதலைத் தூண்டக்கூடிய அதீத கொந்தளிப்புப் புள்ளிகளைக் குறைக்கவும்.
– முடிந்த இடங்களில் பிக்கிங்/சுத்தம் செய்வதற்கான அணுகலை வழங்கவும் (இருப்பினும் புவிவெப்ப ஆற்றலில் இது பெரும்பாலும் கடினமாகும்),
– படிவுகள் சேர வாய்ப்புள்ள பாகங்களில், எளிதில் கழற்றக்கூடிய சுருள் வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்துதல்.

பல துறைகளில், திடீர் ஆவியாதல் மற்றும் மறு உட்செலுத்தல் உத்திகளை அமைப்பது, அத்துடன் குறிப்பிட்ட புள்ளிகளில் படிவுத் தடுப்பு இரசாயனங்களைச் செலுத்துவது ஆகியவற்றின் மூலமாகவும் படிவுக் கட்டுப்பாடு மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

6. வெப்பக் காப்பு மற்றும் ஒடுக்கநீர் மேலாண்மை

வெப்ப இழப்பைக் குறைப்பதற்காக நீராவி குழாய்களுக்கு பெரும்பாலும் வெப்பக்காப்பு தேவைப்படுகிறது. வெப்ப இழப்பு நீராவியின் தரத்தைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், நீர்ச்சுழி உருவாவதையும் அதிகரிக்கிறது, இது நீர் சுத்தியல் விளைவை ஏற்படுத்தக்கூடும். எனவே, வடிவமைப்புகளில் பொதுவாக பின்வருவன அடங்கும்:
– இலக்கு வெப்ப இழப்பு மற்றும் பொருளாதாரத்தின் (காப்புச் செலவுகள் மற்றும் ஆற்றல் இழப்பு) அடிப்படையில் கணக்கிடப்பட்ட தடிமன் கொண்ட வெப்பக் காப்பு.
– ஒடுக்கப்பட்ட நீரை ஒரு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில் வெளியேற்றுவதற்காக, தாழ்வான இடங்களிலும் குறிப்பிட்ட இடைவெளிகளிலும் நீராவிப் பொறி மற்றும் வடிகால் கலனை அமைக்கவும்.
நீர் ஒடுங்குதல் தேங்குவதைத் தடுக்க, வடிகால் பகுதியை நோக்கி குழாயின் சரிவு சீராக இருக்க வேண்டும்.

முறையாகக் கையாளப்படும் ஆவிசுருக்க நீர், விசையாழியின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துவதோடு, நீர் சுத்தியால் ஏற்படும் அதிர்வு அல்லது சேதங்களின் எண்ணிக்கையையும் குறைக்கிறது.

7. இயந்திர வடிவமைப்பு: வெப்ப விரிவாக்கம், ஆதரவு மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை

புவிவெப்ப அமைப்புகளின் உயர் இயக்க வெப்பநிலைகள், குழாயில் குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப விரிவாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. இதனைச் சரிசெய்யாவிட்டால், வெப்ப அழுத்தங்கள் விளிம்புக் கசிவுகள், பற்றவைப்பு விரிசல்கள் அல்லது உருக்குலைவை ஏற்படுத்தக்கூடும். எனவே, இயந்திரவியல் வடிவமைப்பில் பின்வருவன அடங்கும்:
– இயக்க நிலைமைகள், தொடக்கம், நிறுத்தம் மற்றும் அவசரகால நிலைமைகளுக்கான குழாய் அழுத்தப் பகுப்பாய்வு.
– விரிவாக்க வளையம் அல்லது விரிவாக்க இணைப்பு (கவனத்துடன் பயன்படுத்தவும், ஏனெனில் விரிவாக்க இணைப்புகள் கசிவுக்கான சாத்தியமான இடங்களை உருவாக்குகின்றன மற்றும் அவற்றுக்குப் பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது).
– குழாய் விரிவடையும்போது அது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் நகர்வதற்கு ஏதுவாக, தாங்கிகள், நங்கூரங்கள் மற்றும் வழிகாட்டிகள் திட்டமிட்டு அமைக்கப்பட்டுள்ளன.
– கூர்மையான திருப்பங்களைக் குறைத்து, ஆய்வு அணுகலை எளிதாக்கும் குழாய் வழித்தடத் திட்டமிடல்.

குழாய்கள் பெரும்பாலும் மலைப்பாங்கான நிலப்பரப்புகளைக் கடந்து செல்வதால், தாங்குதூண்கள் மற்றும் அடித்தளங்களின் வடிவமைப்பில் உயர மாற்றங்கள் மற்றும் மண் அமுக்கத்தையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

8. பாதுகாப்பு, கருவியமைப்பு மற்றும் கட்டுப்பாடு

புவிவெப்பக் குழாய் அமைப்புகள், அழுத்தப்பட்ட சூடான திரவங்களையும் H₂S போன்ற அபாயகரமான வாயுக்களையும் கொண்டு செல்கின்றன. பாதுகாப்பு வடிவமைப்பில் பின்வருவன அடங்கும்:
– தடங்கல்களின் போது பராமரிப்பு மற்றும் வலையமைப்புப் பிரித்தலை எளிதாக்குவதற்கான தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள்.
– அதிக அழுத்தச் சூழல்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட அழுத்த நிவாரண வால்வு (PRV) மற்றும் வெளியேற்றும் அமைப்பு (வென்ட்/ஸ்டாக்).
– காற்றின் திசை மற்றும் பாதுகாப்பு மண்டலங்களைக் கருத்தில் கொண்டு H₂S-ஐக் கண்டறிதல், தூய்மைப்படுத்தும் செயல்முறைகள் மற்றும் காற்றோட்டக் குழாய்களை அமைத்தல்.
– அசாதாரணங்களைக் (எ.கா., படிவு காரணமாக ஏற்படும் அழுத்தக் குறைவுகள்) கண்டறிவதற்காக, அழுத்தக் கடத்திகள், வெப்பநிலைக் கூறுகள், பாய்வுமானிகள் மற்றும் வடிகால் கண்காணிப்பு போன்ற அளவீட்டுக் கருவிகள்.

வெப்ப அதிர்ச்சியைத் தடுப்பதற்காக, குழாய் படிப்படியாகச் சூடாவதை ஒழுங்குபடுத்தும் ஒரு தொடக்கச் செயல்முறையின் மூலமும் அமைப்பின் ஒருமைப்பாடு உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.

9. கட்டுமானம், சோதனை மற்றும் நீண்ட கால செயல்பாடு

அமைப்பின் நீண்ட ஆயுளுக்கு, அதன் உருவாக்கம் மற்றும் நிறுவலின் தரம் மிகவும் முக்கியமானது. பற்றவைப்புப் பணிகள் தரநிலைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும், மேலும் முக்கிய இணைப்புகளில் NDT (ரேடியோகிராஃபிக்/அல்ட்ராசோனிக்) ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். நிறுவிய பிறகு, தேவைக்கேற்ப நீர் சோதனை அல்லது காற்றழுத்த சோதனை செய்யப்படுகிறது, அத்துடன் உலர்த்துதல் மற்றும் பாதுகாப்பான செயல்பாட்டுக்குக் கொண்டுவருதல் ஆகியவையும் செய்யப்படுகின்றன. செயல்பாட்டின் போது, ​​அரிப்பு, சுவர் மெலிதல், அதிர்வு மற்றும் பெரிய தோல்விகளாக மாறக்கூடிய சிறிய கசிவுகள் ஆகியவற்றைக் கண்காணிக்க ஒரு குறிப்பிட்ட கால ஆய்வுத் திட்டம் செயல்படுத்தப்படுகிறது.

மேலும், புவிவெப்பக் குழாய் அமைப்புகள் “பராமரிப்புக்கு உகந்ததாக” சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன: பெரிய வால்வுகளை மாற்றுவதற்கும், வடிகால் புள்ளிகளை அணுகுவதற்கும், மற்றும் களம் விரிவடையும்போது கூடுதல் சென்சார்களை எளிதாக நிறுவுவதற்கும் இதில் இடவசதி உள்ளது.

மூடுகிறது

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களுக்கான குழாய் அமைப்பு வடிவமைப்பு என்பது நீரியல், பொருட்கள், குழாய் இயந்திரவியல், வெப்பப் பொறியியல், பாய்ம வேதியியல் மற்றும் பாதுகாப்பு அம்சங்களை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு பன்முகத் துறை சார்ந்த செயல்முறையாகும். புவிவெப்பப் பாய்மங்களின் தீவிரமான, இரு-கட்ட மற்றும் படிவுகளை உருவாக்கும் தன்மையே இதன் முக்கிய சவாலாகும். சரியான வலையமைப்பு கட்டமைப்பு, கவனமான விட்டம் கணக்கீடு, பொருத்தமான பொருட்கள், படிவு மற்றும் அரிப்புக் கட்டுப்பாடு, மற்றும் நன்கு சிந்திக்கப்பட்ட வெப்ப நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் பாதுகாப்பு வடிவமைப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டு, குழாய் அமைப்புகள் பல பத்தாண்டுகளுக்கு நிலையாகச் செயல்பட முடியும். இறுதியில், குழாய் அமைப்பின் நம்பகத்தன்மை என்பது ஒரு பயன்பாட்டுப் பிரச்சினை மட்டுமல்ல, புவிவெப்ப மின் நிலையங்களின் திறமையான, பாதுகாப்பான மற்றும் நீடித்த செயல்பாட்டை உறுதி செய்வதற்கான ஒரு அடிப்படை அடித்தளமாகும்.