GeConnect – Tight Geothermal Casing Connections for Axial Stress Mitigation

GeConnect – Tight Geothermal Casing Connections for Axial Stress Mitigation

2018-2021

5 þátttökuaðilar: ÍSOR (verkefnastjórn). GFZ (Þýskalandi), TNO (Hollandi), HS Orka (Íslandi) og Landsvirkjun (Íslandi). 

Verkefnið hlaut styrk í gegnum ERANET GEOTHERMICA sem leitt er af Orkustofnun og er styrkt af Evrópusambandinu. Auk þess er verkefnið styrkt af Tækniþróunarsjóði (Ísland), Efnahags- og orkumálaráðuneyti Þýskalands og Efnahags- og viðskiparáðuneyti Hollands.

Verkefnisstjóri: Gunnar Skúlason Kaldal, verkfræðingur hjá ÍSOR.

Vefsíða: http://www.geothermalresearch.eu/geconnect

Markmið

GeConnect verkefnið er hluti af þróunarvinnu sem hófst í rannsóknarverkefninu GeoWell og var áframhaldið í verkefninu DEEPEGS. Markmið verkefnisins er að bæta áreiðanleika borholna. Kostnaður vegna borunar á háhitaborholum til rafmagns- og heitavatnsframleiðslu getur numið allt að 40-50% af heildar stofnkostnaði jarðvarmaorkuvera. Samkvæmt frumgreiningu sem unnin var hjá ÍSOR (GeoWell) eru algengustu skemmdir í háhitaborholum gúlpamyndun og slit en líkur á fóðringaskemmdum virðast aukast með auknu hitastig. Varmaþensla vegna hitastigsbreytinga, frá því að fóðringar eru steyptar fastar í borun þar til borhola fer í rekstur, getur valdið óafturkræfum breytingum í efninu sem geta svo aftur valdið því að fóðringar slitna í sundur ef þeim er leyft að kólna aftur. Í meðalheitum borholum (>100°C) geta sveiflukenndar hita og þrýstingsbreytingar að auki valdið skemmdum í steypu, s.s. sprungumyndun og niðurbrot.

Þróuð hafa verið skriðtengi (e. flexible couplings) sem eru hönnuð til að taka við varmaþenslu og koma þau í stað hefðbundinna fóðringatengja. Sótt hefur verið um alþjóðlegt einkaleyfi, en hugmyndin með notkun skirðtengja er að minnka áhættu á fóðringaskemmdum. Virkni tengjanna var prófuð við herbergishita á rannsóknarstofu við góða raun í GeoWell verkefninu. Í GeConnect verkefninu verður leitast við að sannreyna virkni skriðtengjanna við raunaðstæður. Ásamt nýju skriðtengjunum, verða eiginleikar steypulags og samspil steypu og stáls metin með því að steypa inn ~12 m langan fóðringarbút og líkja eftir upphitun borholu með því að hleypa gufu í gegn ásamt því að láta hann kólna á víxl til að meta endurtekna áraun. Ljósleiðaramælitækni verður notuð ásamt hlóðbylgjumælingum til að sannreyna virkni tengjanna. Burðarþolsgreiningu verður beitt til að meta áhættu, virkni og ávinning af því að nota skriðtengi til að minnka spennumyndun vegna varmaþenslu sem myndast þegar hefðbundin fóðringatengi eru notuð.

Tengin eru í einkaleyfisferli: Alþjóðleg einkaleyfisumsókn, nr. WO 2017/103950 A1, 19. desember 2016


Frekari heimildir:

Sveinbjornsson, B. M., Thorhallsson, S. “Drilling performance, injectivity and productivity of geothermal wells”, Geothermics 50, 2014

Goodwin, K. & Crook, R. Cement Sheath Stress Failure SPE Drilling Engineering, 1992, 7, 291-296

De Andrade, J.; Sangesland, S.; Todorovic, J. & Vrålstad, T. Cement Sheath Integrity During Thermal Cycling: A Novel Approach for Experimental Tests of Cement Systems SPE Bergen One Day Seminar, 22 April, Bergen, Norway, Society of Petroleum Engineers, 2015

Thorbjornsson, I. O. patent filed on 19th of December 2016, international publication number WO 2017/103950 A1


 

Tengiliður: