Visuaalne puurimis- ja tunneldamisvälja juhend — Pöörisjõul töötav versioon
See on kättesaadav, inseneritasemel ringkäik selle kohta, kuidas me teeme täpseid puurimisi Maa jaoks energia, vee, infrastruktuuri ja teaduse tarbeks. Kirjutatud praktikutele ja uudishimulikele külastajatele. Eeldame rikkalikku päikeseenergiat, mida salvestatakse suurte pöörisjõujaamadega – kui vaja, tarnitakse suurt võimsust puhtalt ja juhitavalt. Kui see võimsuse reserv muudab mängureegleid, märgime selle selgelt.
Põhireeglid: ilma relvade ja lõhkeaineteta; kaitseme vett; mõõdame olulist; kaasame kogukonnad varakult; jagame edusamme avatult.
Mida täpsed puurimised avavad
24/7 puhas soojus ja elekter
Sügavad geotermaalpuurimised ja maa-alune soojusladu, et dekarboniseerida võrgud ja tööstus ilma päikese või tuule ootamiseta.
Veekaitse
Usaldusväärsed puurimised, akvifääride täiendamine, mikrotunnelite abil paigaldatud tihedad põhivõrgud ja tihedad andurivõrgud kvaliteedi ja taseme jaoks.
Rahulikumad linnad
Maa-alused kommunikatsioonid, vihmavee galerii ja transit – rajatud väikese jalajäljega ja minimaalse häiringuga.
Teadus ja ladustamine
Seismoloogia ja kliima jälgimise puurimised ning ettevaatlikult juhitud maa-alune ladustamine konservatiivsete ohutusreservidega.
Meetodid ülevaatlikult
Staatiline versioon: filtrid ja lülitid ei kuulu komplekti.
Pöörlev puurimine (PDC / trikon)
Standard naftale, gaasile ja geotermaalsele energiale. Juhtimine, prognoosimine, tugineb ülemaailmsele tarneahelale. Aeglustub eriti kõvades, eriti kuumades vormatsioonides; hübriidabi võib aidata.
Pöörlev-löök (DTH)
Pöörlemisele lisandub lööktihvt; suurendab puurimiskiirust kristallilises kivimis. Vajalik õhu/vahu või puurimislahuse hoolikas juhtimine.
Raise-boring (vertikaalsed šahtid)
Puuraugu põhjast kinnitatav laiendaja ja ülespoole laienev ümmargune, stabiilne šaht. Sobib ligipääsuks, ventilatsiooniks ja tõstmiseks.
Šahtide puurimine (SBR / VSM)
TBM „kaug-vennad" vertikaalsuunas. SBR sobib suurepäraselt kivimile; VSM – märgadele/pehmetele muldadele. Katkematu puurimine koos koheselt paigaldatava voodriga.
TBM / mikrotunnelimine
Ketaspurustid + lükkamine pikkade tunnelite jaoks; mikrotunnelimine paigaldab torud linnade ja jõgede alla väga täpselt, peaaegu pinnast häirimata.
Millimeetrilainete põletamine
Soojusenergia ühineb kivimiga ja põletab või sulatab selle. Eemaldab mehaanilise kontakti pinnal. Vajab suurt võimsust ja jahutust; suur energia aitab.
Elektriliste impulsside puurimine (EPB)
„Mikro‑välgud" lõhuvad kivimit terade piiride järgi; fragmendid viiakse seejärel vedeliku ringlusega ära. Sobib suurepäraselt impulssvõimsuse allikatega.
Plasmapuurimine (kontaktivaba)
Plasmatuli lagundab kohapeal kivimit. Vähendab tööriistade kulumist; nõuab usaldusväärset võimsuse tarnet puurauku ja soojuse juhtimist.
Laseriga abistatud puurimine
Laserid pehmendavad või ablatsioonivad kivimit enne puurimist. Hübriid, mis võib vähendada jõude ja pikendada tööriistade eluiga, eriti pideva ülejõu korral.
Mikrolainete abil kivimite lagundamine
Mikrolained nõrgendavad terade piire; mehaanilised lõikurid lõpetavad töö. Sobib kõvas kristalses kivimis.
Abrasiivsed / veejoa hübriidid
Kõrgsurvepritsid lõikavad sooni, vormivad pinda või puhastavad katteid. Sageli kasutatakse mehaanika abivahendina koormuse vähendamiseks.
Ultraheli / soniline puurimine
Vibratsioonienergia vähendab hõõrdumist; kasulik tundlikele moodustistele ja tööriistadele. Sügava kõva kivimi variandi väljatöötamine on jätkuvalt käimas.
Kriobotid (jää sulatamise sondid)
Jää sulatavad sondid on reaalsed. Kivimite puhul on ainult sulatamine tavaliselt väga energiamahukas; hübriidne lagunemine on tõenäolisem.
sCO₂ / eksootilised vedelikud
Superkriitilise CO₂ või teiste keskkondade kasutamine puurimiskeskkonnana aitab soojust eemaldada ja saasteaineid tõsta. Insenertehniline keerukus on suur, kuid perspektiivikas.
Täielikult laseraurustamine
Füüsiliselt võimalik, kuid energia ühe m³ kohta on väga suur. Suure võimsuse korral sobib nišilõikudele; sügavate puuraukude puhul on tavaliselt parem spalaatsioon/abi.
„Subterrene“ sulametallpuurimine
Kontseptsioon: väga kuum otsik sulatab kivi ja klaasistab puuraugu seinu. Termiliselt võimalik; materjalid, gaaside juhtimine ja energiavajadus on peamised väljakutsed.
Pūstuvinės „bombų šachtos“
Kontrollimatud murdumised, praht, juriidilised ja ohutusprobleemid. Mitte tsiviilehituse tööriist. Ehitus toimub kontrolli all, mitte lööklainega.
Mida avab rohke päikeseenergia + massiivrattad
Pidev megavatine soojus
Stabiilselt toimivad laserid, mikrolained ja kontaktivabad soojussüsteemid; vähem termilist tsüklilisust ja komponentide koormust.
- Mõju: pikem tööiga, suuremad keskmised eemaldamiskiirused.
Suure võimsusega impulsid vastavalt vajadusele
Massiivrattad annavad selged MW impulsid EPB-le, plasma impulsidele ja mikrolainetele ilma elektrivõrku koormamata.
- Mõju: sügavamad praod impulsi ajal → vähem tsükleid → puhtamad killud.
Hübriidne „mänguplaanid“
Pöörlev – soodsatel intervallidel; abi ainult seal, kus raske; jälle pöörlev. Võimsust jagame sinna, kus füüsika tasub end ära.
- Mõju: väiksem kulumine, vähem tõsteid/ekstraktsioone, parem kulukõver.
Umbkaudsed näited (staatilised)
Eeldused: Võimsus = 120 MW, Tõhusus = 40 %, Läbimõõt = 0,25 m (pindala ≈ 0,0491 m²). Ideaalne; ei arvesta killustuse eemaldamist, jahutust ega geoloogiat.
| Eemaldusrežiim | Energia (MWh/m³) | Materjali eemaldamine | Edusammud tunnis | Edusammud päevas |
|---|---|---|---|---|
| Lõhkumine / killustamine (killud) | 0,6 | 80,00 m³/tunnis | ≈ 1,63 km/h | ≈ 39,11 km/päevas |
| Sulatada ja pumpada | 1,0 | 48,00 m³/h | ≈ 977,85 m/h | ≈ 23,47 km/päevas |
| Aurustada ja välja lasta | 12 | 4,00 m³/h | ≈ 81,49 m/h | ≈ 1,96 km/päevas |
m³/h ≈ (Võimsus × Tõhusus) / Energia_m³ • m/h ≈ (m³/h) / (πr²)
Rakenduskavad (lühikesed, korduvad)
Geotermaalpuurid
- Kaardid: soojus + pinge + vesi; valida arhitektuur (traditsiooniline, EGS, suletud ring).
- Pööramine kuni sügavuseni koos samm-sammulise kolonnide/tsementimisega; lateraalid soojusvööndis.
- Abi, kus vaja (mikrolained / elektrilised impulsid / laser).
- Valida võimsustsükkel (binaarne keskmistele T-dele; flash/edasiarendatud – kuumadele).
- Jälgida mikroseismikat, keemiat ja rõhku; avalikustada kilpe.
Mikrotunnelid linnades
- Skaneerida võrgustikke; kaasata naabrid; planeerida vaikne logistika režiim.
- Valida mikrotunnelimine või kontaktivaba termiline meetod ristumiste jaoks.
- Suletud vedelike ahel; kontrollida kaldeid ja tolerantsse.
- Katsehermeetilisus; edastada digitaalsed kaksikud.
Vesi ja vastupidavus
- Esiteks hüdrogeoloogia; põhiline kvaliteet; akviferi kaitse kolonnide ja süstimisega.
- Vormatsiooni järgi – soniline/pöörlev; lisada järelevalveandurid.
- Planeerida täiendamist ja põuareservi; läbipaistev järelevalve.
Teadus ja säilitamine
- Kõrge terviklikkusega järelevalve puuraukud; üleliigne instrumentatsioon.
- Kui säilitamine: konservatiivne läbilaskvus, kattekivimite kontroll, pidev järelevalve.
- Avalik aruandluse rütm; sõltumatu järelevalve; korralikud sulgemiskavad.
Inseneriprintsiibid, mis aitavad projektidel saada heaks kiidetud
Ohutus vastavalt projektile
Ilma lõhkeaineteta. Sobiv plahvatuskindel kaitse, kolonni programmid, tsementimise kvaliteedikontroll ja "semafori" protokollid süstimiseks, kus kohaldatav.
Vee kaitse
Tuvastada magevee kihid, lasta nende kaudu pinnaveerg, tsementeerida pinnani ja kontrollida isolatsiooni enne puurimise jätkamist.
Järelevalve ja läbipaistvus
Algne seismoloogia, rõhk ja keemia; avaldada elavaid kokkuvõtteid; kutsuda kolmandate osapoolte audit.
Tootmeline mõtlemine
Standardiseeritud platside ja puuraukude mudelid, modulaarse pinna süsteemid ja õppetsüklid, et kulud langeksid ja kvaliteet tõuseks.
Kõige sagedamini esitatud küsimused (lühidalt ja selgelt)
Miks mitte esmalt kaevata suur "sissevoolu" kaevandus?
Kaevandustasandi kaevandused kilomeetrite sügavusel – kallis ja riskantne. Puuraugu kaudu eemaldatakse ainult puuraugu maht – see on palju tõhusam ja kergemini stabiliseeritav.
Kas me saame "kasutada kogu puurauku" voolu jaoks?
Ei. Suurem osa puuraugust isoleeritakse kolonnide ja tsementiga ning voolu juhitakse ainult seal, kus on ette nähtud soojusvahetus või kaevandamine. See kaitseb vett ja stabiliseerib tootlikkust.
Kas saadav energia muudab "võitja"?
See laiendab võimaluste hulka. Impulsside ja soojuse ihaldatud meetodid on atraktiivsemad, kuid logistika, materjalide ja jäätmekäitluse praktika määrab ikkagi majanduse.
Kus saab tehisintellekt aidata?
Planeerimine, geograafiline valik, hüdraulika/termiline simulatsioon, prognoosiv hooldus, graafikute koostamine, avalikud paneelid. Inimesed juhivad; tööriistad aitavad.
Sõnastik (kiirviide)
Kolonn (casing)
Terastoru, mis lastakse puurauku ja tsementeeritakse, et kaitsta kihte ja juhtida voolu.
Spallatsioon
Kivim praguneb killudeks, kui seda kiiresti kuumutada või mehaaniliselt koormata – eemaldusrežiim termilistele/elektrilistele meetoditele.
Lateraalsed
Horisontaalsed harud sügavuses, mis suurendavad kontakti pinda sihtmärgiga.
Höövel
Massiline lendav osa, mis kogub energiat kui nurkimpulssi ja suudab kiiresti võimsust anda ilma võrku koormamata.