TR202022640T - Jeotermal kuyular i̇çi̇n bi̇r valf bloğu - Google Patents

Abstract

Buluş, jeotermal sektöründe kullanılmak üzere geliştirilmiş, jeotermal akışkanın kuyu tabanından yüzeye çıkartılmasını sağlayan valf bloğu (100)ile ilgilidir. Artezyen akış kabiliyetini kaybetmiş, kuyu dibi basınçları düşmüş olan jeotermal sıcak su kuyularında kullanılmak üzere geliştirilmiş buluş konusu valf bloğu (100), üretim ve kuyu artezyen akış kabiliyetini yeniden kazandırmakta ve yüzey akış miktarı düşmüş kuyularda akış ve üretim miktarını arttırmaktadır.

Description

TARIFNAME JEOTERMAL KUYULAR içiN BIR VALF BLOGU Teknik Alan Bulus, jeotermal sektöründe kullanilmak üzere gelistirilmis, jeotermal akiskanin yüzeye çikartilmasini saglayan valf blogu ile ilgilidir.

Bulus özellikle, artezyen akis kabiliyetini kaybetmis, kuyu dibi basinçlari düsmüs olan jeotermal sicak su kuyularinda, üretim ve kuyu artezyen akis kabiliyetini yeniden kazandiran ve yüzey akis miktari düsmüs kuyularda akis ve üretim miktarini arttiran valf blogu ile ilgilidir.

Teknigin Bilinen Durumu Jeotermal kaynak yerin derinliklerindeki kayaçlar içinde birikmis olan isi enerjisinin akiskanlarca tasinarak rezervuarlarda depolanmasi ile olusmus sicak su, buhar ve kuru buhardir. Jeotermal kaynaklar elektrik üretiminde ve endüstriyel isil isletmelerde ve mekân isitmasi-sogutmasi gibi projelerde isil enerji olarak kullanilmaktadir. Jeotermal sektöründe uzun proje ömrü ve yeralti kaynaginin belirlenmesindeki yüksek risk dezavantajlar olarak yasanirken, saha gelistirme riskinin azaltilmasina, çekici olmayan kaynaklarin maliyetlerini düsürmeye ve ayrica potansiyel çevre sorunlarinin azaltilmasina yönelik teknolojik gelismeler yasanmaktadir. Sürdürülebilir jeotermal projelerin yürütülebilmesi için proje süresince uygun bir kurulu kapasite seçimi, bu kapasitenin çalismasi için gerekli sicaklik, basinç ve debi kosullarinin sürekli olarak saglanmasi gerekmektedir.

Isletilmekte olan tüm jeotermal rezervuarlar basinçli suyun buhar basincindan çok daha yüksek olan sikistirilmis (compressed) su içermektedir. Genelde üretim kuyularindan pompasiz üretim yapilmakla beraber, basinci yetersiz kalan bazi rezervuarlarda pompa ile üretim uygulamalari bulunmaktadir.

Günümüzde jeotermal sicak su kuyularinda artezyen yüzey akisini saglamak için kuyu dibine dalgiç pompalar indirilmekte ve yüzey akislari normal tatli su kuyusu mantigi ile saglanmaktadir.

Bu pompalarin kuyu dibinde çalisma sartlari yüksek basinç (100-150 bar) ve sicaklik altinda gerçeklesmektedir. Mevcut sistemde elektrik enerjisi ile 1000-1500 metre derinligindeki kuyu tabaninda ve 180-200 derecede çalisan motor sicakliktan ve yüksek basinçtan dolayi yanarak islevini yerine getirememektedir. Yüksek mineralli jeotermal yer alti akiskani karmasik olan pompa bilesenlerinde hasar oranini artirmaktadir. Bu pompalarin kullanim için kuyulara indirilmesi ve sonrasinda isletim maliyetleri çok yüksek miktarlara ulasmaktadir. Elektrik ile çalisan bu pompalar yüksek seviyede enerji tüketmektedir. Isletim maliyetleri zaman zaman tek bir kuyudan alinan üretim kazanciyla esitlenmektedir. Elektrik ile çalisma prensibinde pompa ile beraber kuyulara enerji ve haberlesme kablosu da indirilmektedir. Bu kablonun kuyuya indirilmesi esnasinda sürtünme ve burkulmalar sebebi ile kopmalar yasanmaktadir. Bu nedenlerden dolayi ekipman ve kurtarma operasyon masraflarini da getirmektedir. Isletim esnasinda pompa bilesenlerinde meydana gelecek hasarin giderilmesi yüksek maliyetli olmakta ve çok zaman almaktadir. kullanimini ve dolayisiyla özel bir atölyenin varligini gereksiz kilan ve islem için kilitleme organlarinin ve diger gerekli organlarin güvenilir ve kolay çalismasini saglayan bir su alti kuyusu saglayan yapilanma ile ilgilidir. Bulusa göre sualti kuyusu, enine kesitte dairesel olan ve kuyuyu çevreleyen bir veya daha fazla balast gövdesi ile karakterize edilir. Balast gövdesinin uygun sekilde düzenlenmesi ile yukaridan basinçli hava ile doldurulabilmektedir. Kilitleme elemanlarinin ve kuyu basi organlari üzerinde düzenlenen diger parçalarin kolay çalismasini saglamak için, bulus ayrica, balast gövdesinin, kuyu basligina takilmasina ve üretim kanadinin kilidinin açilmasina ve kaldirilmasina olanak saglayan geri çekilebilir bir cihaz tarafindan kontrol edilmesiyle karakterize edilmektedir. Bulusun baska bir özelligi, halka seklindeki bir manifolt ve destek islevi gören halka seklindeki bir mansonla çevrili olmasidir, burada manson uygun sekilde agirliklandirilir ve su alti topragina tutturulabilir.

Teknigin bilinen durumunda yer alan sayili patent basvurusu, gaz lifting teknigi ile petrol kuyusundan üretimi kontrol etmek için bir sistem ile ilgilidir. Bulus konusu sistem, ham petrol akisini kuyunun üretim borusundan ayarlamak için dinamik olarak kontrol edilen bir jikle içermektedir. Jikle açikligini dinamik olarak kontrol etmek üzere ayarlanan ve PID kontrol cihazini (PID) içeren bir kontrol modülü (CM) tarafindan kontrol edilmekte, böylece asansör gaz enjeksiyon borusundaki basinç minimize ve stabilize edilmektedir. Sistem, ham petrol üretimini dogru bir sekilde ve kuyu içi ekipman gerektirmeden maksimize etme ve stabilize etme yetenegine sahiptir.

Sonuç olarak mevcut teknikte var olan dezavantajlari ortadan kaldiran valf bloguna olan gereksinimin varligi ve mevcut çözümlerin yetersizligiyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapmayi zorunlu kilmistir. Bu gelistirme sonucu ortaya çikmis olan hav-jet, j-Iift ekipman ve uygulamalari, önceki uygulamalarin maliyet, hata ve ariza riskini çok daha düsük seviyelere çekmistir.

Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren jeotermal sektöründe kullanilmak üzere gelistirilmis, jeotermal akiskanin yüzeye çikartilmasini saglayan valf blogu ile ilgilidir.

Teknigin biIinen durumundan yola çikarak bulusun amaci, valf blogunun içerdigi hav-jet ünitesi ve j- saglanmasidir.

Bulusun amaci, valf blogunda kuyuya istenen seviyeden kompresör kullanilarak hava basilmasi ile gerçeklestirilmesi sayesinde gazin akiskan içinde çözünmesinin böerce kuyunun kendi enerjisi ve gazin yüzeye dogru akis enerjisi vasitasiyla üretimin arttirilmasinin saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, elektrikle çalisan mevcut mekanizmalar yerine agirligi daha az olan mekanik hav-jet ünitesi ve j-Iift ünitesinin kullanilmasi sayesinde arizaIanma oraninin azaltilarak bakim-onarim masraflarinin ve onarim islemi için harcanan sürenin azaltilmasinin saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, kuyudan üretim alma veya üretimi arttirmak için kompresör kullanilmasi sayesinde eIektrikIi ekipmanlara göre isletim maliyetinin düsürülmesinin saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, valf blogunun kuyuya iIk kurulumu asamasinda sondaj boruIarinin kullanilmasi sayesinde güç kablosu veya benzeri malzemenin kuyuya indirilmesine olan ihtiyacin ortadan kaldirilarak güvenli ve risksiz kurqumun saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, valf blogunun tasarimi ve materyal yapisi sayesinde darbelerden, küften, pastan, asidik ve hidrostatik basinç altinda valf diyaframinin, valf pistonunu korumasinin saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, valf blogunun yapisi sayesinde 130-260°C gibi yüksek isi içeren jeotermal kuyuIarda 0-2500 metre derinIikIerine kadar hava, azot ve karbondioksit basim uygulamalarinda hava, azot ve karbondioksit gaz akiskanlarina yön veriIebiImesinin saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, valf blogunun mamul edildigi malzeme sayesinde küf, pas, ve asidik ortamlarda güvenli sekilde hava, azot ve karbondioksit hazIarina karsi yüksek mukavemet iIe bas ve çek hareketinin saglanmasidir.

Bulusun diger bir amaci, valf blogunun yapisi sayesinde 130-260°C gibi yüksek isilarda kuyu dibindeki 20-250 bar basinç araliklarinda sivi, gaz ve asidik ortamlarda sistem içerisine sizmalarin önlenmesinin ve hav-jet ile j-Iift ünitelerinin çalisma mekanizmalarinin aktif tutulmasinin saglanmasidir.

Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir, bu nedenle degerlendirmenin de bu sekilleri ve detayli açiklamalari göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir.

Sekillerin Kisa Açiklamasi Mevcut bulusun yapilanmasi ve ek elemanlarla birlikte avantajlarinin en iyi sekilde anlasilabilmesi için asagida açiklamasi yapilan sekiller ile birlikte degerlendirilmesi gerekir.

Sekil-1; j-lift ünitesinin üstten sematik genel görünümüdür, Sekil-2; j-Iift ünitesinin kesitinin sematik genel görünümüdür, Sekil-3; hav-jet ünitesi üzerinde j-lift ünitelerinin monte halinin sematik genel görünümüdür, Sekil-4; jeotermal kuyu içerisinde hav-jet ünitesinin sematik genel görünümüdür.

Referans Numaralari 100. Valf blogu 110. J-lift ünitesi 111. Valf diyaframi 112. Valf pistonu 113. Basinç ünitesi 120. Hav-jet ünitesi Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulus konusu jeotermal sektöründe kullanilmak üzere gelistirilmis, jeotermal akiskanin yüzeye çikartilmasini saglayan valf blogu (100) sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik örnek olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde anlatilmaktadir.

Artezyen akis kabiliyetini kaybetmis, kuyu dibi basinçlari düsmüs olan jeotermal sicak su kuyularinda kullanilmak üzere gelistirilmis bulus konusu valf blogu (100), üretim ve kuyu artezyen akis kabiliyetini yeniden kazandirmakta ve yüzey akis miktari düsmüs kuyularda akis ve üretim miktarini arttirmaktadir. Bahsedilen valf blogu (100) temel olarak; içerisinde valf diyaframi (111), ünitelerinin (110) üzerinde konumlandirildigi hav-jet ünitesinden (120) olusmaktadir. Bahsedilen j- lift ünitesi (110), darbeleri, yüksek isiyi ve asidik sivilarin olusturacagi küf, pas etkilerini önlemek üzere korozyona karsi yüksek mukavemet ve çelik özelligine bagli mekanik özellikte ve kompakt tasarima sahiptir. Sekil-2tde gösterilen j-lift ünitesinin (110) içerisinde konumlandirilmis olan valf diyaframi (111), j-lift ünitesinin (110) çalisma mekanizmasini jeotermal kuyu içerisindeki hidrostatik basinca karsi korumaktadir. Bahsedilen valf diyaframi (111) 130-260°C isi araliginda hava ve gazlara yüksek basinç altinda yön verebilme ve çalisma özelligine sahiptir. Bahsedilen j-lift ünitesinin (110) içerisinde valf diyaframi (111) ile irtibatli sekilde konumlandirilmis olan valf pistonu (112), j-lift (110) içerisindeki mekanizmalari, hava kanallarinin kontrolünü ve kompresörden gelen havanin yüksek basinç altinda jeotermal akiskanin içerisine salinimini gerçeklestirmektedir.

Bahsedilen valf pistonu (112), hava, azot ve karbondioksit gaz akisina yön verirken yüksek korozyon direnci ve yüksek isilarda deformasyona karsi dirençli yapidadir. Bahsedilen j-lift ünitesinin (110) içerisinde valf pistonu (112) ile irtibatli sekilde konumlandirilmis basinç ünitesi (113), yüksek isi ve jeotermal kuyularda kuyu dibi basinçlarinda sizdirmazligi saglamaktadir. Sekil- 3*te gösterilen hav-jet ünitesi (120) j-lift ünitelerinin (110) ölçümleme ve tasarimi için kullanilmistir.

Birden fazla j-lift ünitesi (110) bahsedilen hav-jet ünitesi (120) üzerinde konumlandirilmaktadir.

Bahsedilen j-lift ünitesi (110) ile hav-jet ünitesinin (120) elektrik enerjisi ile çalisan yerine mekanik çalisan aksamlardan olusmasi sayesinde toplam agirligi azaltilmis, ariza riski ve dolayisiyla arizaya bagli ortaya çikan bakim-onarim masraflari düsürülmüstür.

Bahsedilen valf blogu (100) kuyu dibinde bulunan jeotermal akiskanin, yüksek basinçli hava, gaz, azot veya karbondioksit basilarak yukariya çikartilmasini saglamaktadir. Bahsedilen valf blogu (100), yüksek basinçli hava, gaz, azot veya karbondioksitin yüksek basinç altinda, istenilen j-Iift ünitesine (110) esit miktarda yüksek basinçli havayi dagitmasi ile çalismaktadir. Bahsedilen valf diyagrami (111), valf pistonu (112) ve basinç ünitesi (113) ise havanin basincini kontrol etmektedir.

Bahsedilen j-lift ünitesi (110) ise kontrol edilen havayi kuyu tabaninda jeotermal akiskanin içerisine esit miktarda dagitmakta ve bu sayede kuyu dibindeki jeotermal akiskani, yukariya çikartmaktadir. derinliklere kadar hava, azot ve karbondioksit basim uygulamalarinda hava, azot ve karbondioksit gaz akiskanlarina yön verebilmektedir. Bahsedilen valf blogunda (100) kullanilan j-Iift ünitesi (110) mamul edildigi malzeme sayesinde yüksek mukavemetin yaninda bas ve çek hareketini saglamaktadir. Sekil-4lte gösterilen valf blogunda (100) bulunan, üzerinde j-Iift üniteleri (110) araliginda, sivi, gaz ve asidik ortamlarda sizmayi önleyerek lift ünitelerinin (110) aktif olarak çalismaya devam etmesini saglamaktadir.

Claims (1)

1. ISTEMLER . Jeotermal sektöründe artezyen akis kabiliyetini kaybetmis, kuyu dibi basinçlari düsmüs olan jeotermal sicak su kuyularinin dibinde bulunan jeotermal akiskani, yüksek basinçli hava, gaz, azot veya karbondioksit basarak yukariya çikartan valf blogu (100) olup, özelligi; - darbeleri, yüksek isiyi ve asidik sivilarin olusturacagi küf, pas etkilerini önleyen, içerisinde havanin basincini kontrol eden valf diyaframi (111), valf pistonu (112) ve basinç ünitesi (113) bulunan, kontrol edilen bu havayi kuyu tabaninda jeotermal akiskanin içerisine esit miktarda dagitarak kuyu dibindeki jeotermal akiskani yukariya - sizmayi önleyerek üzerinde konumlandirilmis j-lift ünitelerini (110) aktif tutan hav-jet (120) içermesidir. Istem 1,e uygun valf blogu (100) olup, özelligi; j-Iift ünitesinin (110) korozyona karsi dayanikli çelik esasli malzemeden mamul olmasidir. Istem 1,e uygun valf blogu (100) olup, özelligi; j-Iift ünitesinin (110) çalisma mekanizmasini jeotermal kuyu içerisindeki hidrostatik basinca karsi koruyan ve j-lift ünitesinin (110) içerisinde konumlandirilmis valf diyaframi (111) içermesidir. . Istem 1,e uygun valf blogu (100) olup, özelligi; j-Iift (110) içerisindeki mekanizmalari, hava kanallarinin kontrolünü ve kompresörden gelen havanin yüksek basinç altinda jeotermal akiskanin içerisine salinimini gerçeklestiren ve j-lift ünitesinin (110) içerisinde konumlandirilmis valf pistonu (112) içermesidir. Istem 1,e uygun valf blogu (100) olup, özelligi; yüksek isi ve jeotermal kuyularda kuyu dibi basinçlarinda sizdirmazligi saglayan ve j-Iift ünitesinin (110) içerisinde konumlandirilmis basinç ünitesi (113) içermesidir.