Ana Sayfa Makale Yeşeren Teknoloji Jeotermal sondajlarda fizik eğitimi ile performans artışı

Jeotermal sondajlarda fizik eğitimi ile performans artışı

Araştırmacılar Dr. Sam Noynaert ve Fred Dupriest, jeotermal sondaj uygulamalarını daha düşük maliyetli uygulamalarla değiştirmek için Enerji Bakanlığı’ndan (DOE) 1,86 milyon dolarlık bir hibe ile finanse edilen bir proje üzerinde çalışıyorlar. Hedefleri, sadece gelecekteki jeotermal enerji şirketleri için maliyet tasarrufu sağlayan bir iş modeli oluşturmak değil bunun yanı sıra sondaj yöntemlerini iyileştirmektir.

Texas A&M Üniversitesi’nden Noynaert, “DOE’nin hedeflerinden biri jeotermal enerjiyi daha ekonomik hale getirmektir” dedi. “Bu çok düşük marjlı bir iş, bu nedenle maliyetleri düşürmede gözle görülür bir etki var.”

Elektrik üretmek ve suyu buhara dönüştürmek için dünyanın yeraltı ısısını kullanmak yeni bir fikir değildir. Dünyada jeotermal enerjiden elektrik üretimi ilk  kez İtalya’da 1900’lü yılların başında gerçekleştirilmiştir. 1960 yılında  Pasifik Gaz ve Elektrik şirketi tarafından 11 MW’lık bir üretimi ile açılan ilk büyük ölçekli jeotermal elektrik üretim tesisi, günümüzde türünün dünyadaki en önemli enerji komplekslerinden biri haline geldi. Ne yazık ki, dünyaki sondaj teknolojisindeki ilerlemeler ile enerji üretim verimliliği artmış olsa da buna yatırım yapmak isteyenler için hala oldukça maliyetlidir.

Her gün çalışan bir sondaj makinesinin üretimi ve çalışmasının sürdürülebilir olması için çok ciddi bir maliyet gerektirir. Bu maliyetler, sondaj kuleleri ile ilişkili personel ve personel eğitimi, ekipman ve bakım giderlerinden kaynaklanmaktadır. Bu maliyetlerin kara dönüşebilmesi için zaman ve para açısından verimli olan aynı zamanda yüksek kaliteli, uygun şekilde yerleştirilmiş kuyu sondajları sunan sondaj ekipleri son derece değerlidir.

Jeotermal kuyular sık sık açılmaz. Örneğin, ABD’de bir yılda toplamda 15 veya 20 kuyu tamamlanabilirken bireysel bir şirket ise ancak bir veya iki sondaj yapabilir. Bu düşük rakamlar, jeotermal sondajcıların en iyi sondaj uygulamalarından geri kalabilecekleri ve sürekli olarak bir sondaj kulesi üzerinde olmadıkları için daha fazla zaman harcaması ve maliyetlerin artması anlamına geliyor.

Genellikle neredeyse sürekli olarak yapılan petrol ve gaz sondajı, uygulama yoluyla sondaj becerilerini ve hızını geliştirecek bir avantaja sahiptir. Ancak bu, en iyi iyileştirmelerin gerçekleştiği anlamına gelmez. 1990’ların sonlarında, sadece birkaç şirket fizik tabanlı sondaj uygulamalarını uygulamıştır. Belirli tekniklerin sınırlayıcı faktörleri hakkında veri toplayarak yöntem ve teknolojiyi geliştirmenin yollarını araştırdılar. Ancak endüstri bir bütün olarak bu yöntemi uygulamadı.

Dupriest, türünün ilk örneği olan Texas A&M’de 2013 yılında fizik temelli bir sondaj kursu vermeye başladı. Günümüzde Noynaert tarafından verilen kurs, öğrencilere sondajın ardındaki fiziğin ve performans sınırlayıcıların nasıl belirlenip azaltılacağının öğretildiği tek kurs olmaya devam ediyor. Noynaert ve Dupriest, büyük birleşmiş operatörlerin ve daha küçük bağımsız şirketlerin fizik tabanlı uygulamalar ve iş akışları aracılığıyla sondaj performansını iyileştirmelerine yardımcı olan son derece başarılı bir Gelişmiş Sondaj Araştırma Programına da öncülük etmiştir.

Ekim 2020’de Noynaert ve Dupriest, Sınır Gözlemevi (FORGE: Utah Milford’da bir proje) için bir kuyu hazırlarken sondaj ekibiyle birlikte çalışmaya ve eğitim vermeye başladılar. FORGE, jeotermal sistemleri test etmek, geliştirmek ve ilerletmek için özel bir alandır. FORGE ekip üyeleri sondajla ilgili gerçek fizik veya fiziksel süreçler hakkında eğitim aldı. Noynaert, “Onlara her şeyin nasıl çalıştığını anlamalarını öğrettik, bu yüzden, ‘Bunu şu şekilde yapabilirsin ve çok daha farklı bir sonuç elde edeceksin dediğimizde bu onlara mantıklı geldi” dedi. “Sondaj fiziğini öğretmenin bütün amacı, mantıklı olmasıdır. Anlamadığınız şeyi geliştiremezsiniz.”

Resim: Schlumberger 2016.

Noynaert ve Dupriest‘in kursu, matkap ucu özelliklerini, optimum delme hızlarını ve ne kadar kuvvet kullanılacağını içeriyordu. En önemlisi, sondaj sınırlayıcıların nasıl çalıştığını ve uygun tanımlama ve yanıtın ne olması gerektiğini gösterdiler. Sondaj başladıktan sonra bu kritik eğitim, sondaj ekibinin performans sınırlayıcıları nasıl belirleyip azaltacağını anlamasına yardımcı oldu. İyileştirmeler, herhangi bir özel ekipmana değil, yalnızca ekibin ne yaptığına ve nasıl yaptığına dayanıyordu.

Çoğu jeotermal kuyu düşeydir, ancak bu, jeotermal uygulamalar için bir test durumu olarak 65 derecelik eğime döndürülmüştür. Noynaert ve Dupriest yatay sondaj konusunda uzman olduklarından, bu alanda da tavsiyelerde bulundular. Operasyon sırasında karşılaşılan her başarı veya engel, ekibe deneyim kazandırmıştır.

Dupriest, “Sana nasıl araba kullanacağını söylersem ve öylece tek başına binip gidersen, başın belaya girecek,” dedi. “Sana nasıl araba süreceğini söylersem ve her gün yanında oturursam çok daha iyi olacak. Daha rahat edeceksin.”

Resim: Nancy Luedke, Mühendislik İletişimi

FORGE kuyusu sondajı için bütçelenen günler sağdaki çizgi (一) ile gösterilir. Kuyuda harcanan gerçek günler (), ortadaki kalın çizgi ile gösterilir. Potansiyel olarak ulaşılabilir günler, soldaki kesikli çizgi (- – -) ile gösterilir.

Kuyu bilimsel bir projenin parçası olduğu için ekip, sondaj sırasında ve geçici duruşlarda veri toplamışlardır. Toplanan bilgiler Noynaert, Dupriest ve ekibin ekipman performansını günlük olarak incelemesine, kuyu içi koşulları değerlendirmesine ve yeraltı ortamını izlemesine yardımcı oldu. Bu sık durma ve incelemelere rağmen, kuyu, DOE’nin bütçelediği zamanın (115 gün) yaklaşık yarısında (60 gün) tamamlandı.

Noynaert‘e göre, DOE büyük maliyetten elde edilen tasarruflardan son derece mutluydu.

Projenin bir sonraki aşaması, sondaj ekibi FORGE sahasına döndüğünde ve Haziran 2021’de bir sonraki kuyusunu açtığında gerçekleşir. Jeotermal sondaj uygulamalarında genellikle en büyük sorun olan zaman kaybı Noynaert ve Dupriest‘e fayda sağlayacaktır. Bu zaman kaybı, ilk sondaj oturumundan elde edilen verileri ve sonuçları gözden geçirmelerine ve iş modellerini yazmalarına olanak tanır. Durmalar sonucu ortaya çıkan zaman kaybının üstesinden gelmek için birkaç fizik sınırlaması daha belirlediler. Bu bilgi ile sondaj tamamlama oranını daha da hızlandırabilir ancak teorilerini doğrulamak için saha deneme sonuçlarına ihtiyaç vardır. 

Dupriest, “Değişim yaratmak istiyorsanız, bir kişinin çalışma şeklini anlayın ve değişime oradan başlayın” dedi.

 

Kaynak
https://engineering.tamu.edu/news/2021/06/pete-physics-based-instruction-leads-to-huge-success-for-geothermal-drilling.html

 

Yorum Yap

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Son Yorumlar