弗劳恩霍夫-格塞尔夏夫特 岩土工程部门的工作人员为测试准备钻机
信用:弗劳恩霍夫-德国 要开采地热储层，必须在地壳深处打钻孔
由于涉及极端的压力和温度，这是昂贵和耗时的
来自弗劳恩霍夫IEG公司的一个研究小组现在已经开发了一个试验台，可以模拟地表下几千米的井下条件
通过分析这些实验，操作员可以在计划和操作阶段优化钻井，并帮助他们开发和测试新的钻井工具，从而最大限度地降低成本和经济风险
这将使地热工程更加高效，有助于加快向新的可持续能源经济的过渡
随着煤炭生产时代的结束，地热能作为下一个提供取之不尽、用之不竭的能源的主要资源越来越受到重视
它可以以热能的形式被利用，也可以用来发电，而不管天气条件或一天中的时间如何
深层地热工程包括在地表以下几千米深处钻孔，温度可达100摄氏度
钻井过程中可能会遇到多种类型的岩石，每种岩石都具有不同的特性，如硬度、强度和密度
每种类型的岩石与井下钻头和设备的相互作用可能完全不同
考虑到所有这些因素，整个钻井过程及其地面设备要求(如泵送)都是复杂的程序，需要仔细规划
我
博格斯模拟极端的水库条件 为了应对这一挑战，IEG弗劳恩霍夫能源基础设施和地热系统研究所开发并运行了一种新的试验台，名为match
沼泽
这旨在模拟井下和钻井作业期间的现场条件
试验台由三个主要模块组成:I
BOGS，高压釜系统；训练
BOGS，一种钻井模块；和流体
生产合成流体的模块
比赛
BOGS可用于物理模拟和调查钻孔至5000米深度的所有过程
监控系统具有一系列传感器，包括声学、热学和光学测量系统
监控系统数据的分析为钻具操作的设置和优化提供了见解
弗劳恩霍夫IEG公司的高级钻井技术主管沃尔克·维蒂希解释说:“这使得钻井作业的计划更容易，也更容易提前确定诸如钻具类型、钻井工艺参数和所需压力等参数。”
I
博格斯热压罐系统是根据其精确的规格专门为弗劳恩霍夫IEG研究小组开发和建造的
它可以处理长度为3米、直径高达25厘米的岩石样本
高压釜系统中的压力容器使这些样品承受高达1250巴的压力和高达180摄氏度的温度
这模拟了相当于地球表面以下5000米深度的井下条件
压力容器的壁厚为20厘米，由总共25个螺栓固定，每个螺栓重9公斤
因此，试验台能够安全地承受极端条件
为了测试特定要求，也可以使用特殊的钻孔工具或泵
井下测试:匹配
博格斯模拟地下几千米的水库条件
信用:弗劳恩霍夫-德国 带有激光和高压脉冲的钻具 演习
博格斯模块具有两个液压缸，提供高达400千牛顿(千牛顿)的进给力
电机驱动钻杆进入岩石样本，扭矩值高达12千牛顿米
集成测量和过程控制技术使这一过程完全自动化
该模块可配备多种钻井工具，使IEG弗劳恩霍夫研究所的研究人员不仅能够测试通过机械岩石破碎操作的传统工具，还能测试新的钻井技术
例如，新技术可以利用高压脉冲、激光束或火焰射流更容易地穿透岩石表面
维蒂希解释说:“这些无接触钻井技术显著降低了昂贵钻井工具的高磨损率，从而延长了它们的使用寿命。”
因此，在IEG夫琅和费进行的测试也有助于推动传统和新型钻井工具的发展
合成流体有助于钻井过程 为了利用地热能，来自地下水库的热水通过一个封闭的回路被泵送到地表，在那里被用来产生热量或驱动汽轮机发电
冷却后的液体被送回地下水库，以便对水库岩石进行再加热
IEG弗劳恩霍夫研究所的研究员蒂尔曼·克雷默说:“这就是为什么我们还需要测试来模拟流体被泵送到地面时在储层条件下的行为。”
除了这种地热应用，还可能从这些地质流体中提取有价值的原材料，如金属、重金属和稀有矿物
弗劳恩霍夫IEG试验台能够对极端条件下的岩石特性进行快速、经济的检测
信用:弗劳恩霍夫-德国 流体
博格斯模块生产这些合成流体
研究人员然后使用I
BOGS模块用于研究它们与岩石样品相互作用时的流动特性
因此，IEG弗劳恩霍夫研究所的专家可以研究取自特定储层的真实流体样本，也可以研究人工合成的地质流体
这些可能包括精确计算的水与例如氯、钙、镁和各种其他矿物质的混合物
BOGS模块
因此，可以研究这些流体的流动特性
在实际钻井作业中，被称为钻井泥浆的特殊流体起着不可或缺的作用
维蒂希解释说:“这些液体润滑、冲洗和冷却钻井工具，它们也带走钻井过程中移除的岩石。”
三个模块的组合
钻
BOGS和流体
博格斯和他们各种各样的配置，使比赛
博格斯试验台是一个独特的设备
正如小组成员、弗劳恩霍夫IEG研究所研究员贾斯查·伯尔纳所解释的那样:“我们可以单独设定各种参数——压力、温度、流速、岩石样本的成分以及流体的混合比例
“因此，可以模拟最多样的条件，为实际钻井项目提供精确的规划数据
地热工程的发展 准备在新工厂进行测试是一个复杂的过程
首先，高压釜系统必须配备岩石样品
然后压力和温度连续增加
与此同时，安装好钻井工具，准备好必要的液体
根据经验，几乎需要一整天来准备模拟的开始
这种努力是值得的，因为它为钻井行业的发展带来了一系列的好处
通过使用模拟技术来测试特定地点的真实条件，钻井操作员可以更有信心地计划实际的钻井作业
这提高了作业效率，因为所有钻井工具都可以提前正确安装，从而节省了数百万欧元
这些优化地热工程的措施将有助于使向可持续能源系统的过渡更加经济和高效
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
