Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verwertung der Erdwärme.
Zur Verwertung der Erdwärme sind bereits zahlreiche Vorschläge gemacht worden. Bisher bekannte, geothermische Kraftwerke benützen natürliche, durch Bodenspalten austretende Dampfquellen oder es wurden in deren Nähe Bohrungen angebracht. Solche Dampfquellen befinden sich aber nur an wenigen Stellen der Erde und zudem ist die verfügbare Dampfmenge für eine industrielle Auswertung zu gering.
Es ist schon vorgeschlagen worden, durch unterirdische Atombombenexplosionen im Gestein eine Kaverne zu erzeugen, dieser hernach Wasser zuzuführen, das sich in der Kaverne in Dampf umwandelt und der durch eine Dampfleitung zu einer an der Erdoberfläche befindlichen Dampfturbine geführt wird. Ein entscheidender Nachteil besteht hier aber in der von der Atomexplosion herrührenden Radioaktivität.
Mit der Erfindung soll das Problem gelöst werden, die Erdwärme zur Stromerzeugung oder für Heizzwecke auszunützen unter Vermeidung der erwähnten Nachteile.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Tiefbohrung bis auf eine solche Tiefe erstellt wird, in welcher die Erdtemperatur über 100"C liegt, hernach durch Auslösung mindestens einer Explosion das Gestein am Bohrungsgrund oder am untersten Bohrlochteil gelockert und sodann Wasser in mindestens ein Bohrloch eingeführt und der vom Gestein erhitzte hochsteigende Dampf oben abgezogen und verwertet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens mit nur einer Bohrung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante mit mehreren etwa parallelen Bohrungen.
In der Erde 1 wird eine Tiefbohrung 2 von solcher Tiefe hergestellt, dass das Gestein im Bohrungsgrund eine Temperatur über 1000C hat, vorzugsweise mindestens i50"C. Da im Durchschnitt die Temperatur je 1000 m Tiefe 300 steigt, ist bei normaler Erdformation eine Bohrtiefe von über 3000 m erforderlich. Nach Herstellung dieser Bohrung 2 wird konventioneller Sprengstoff in das Bohrloch abgesenkt und am Bohrungsgrund oder in der Nähe desselben eine Explosion ausgelöst.
Diese Explosion soll bewirken, dass sich das Gestein in der Nähe des Bohrungsgrundes lockert und lokale Risse 3 entstehen. Sodann wird dem Bohrloch 2 über eine Rohrleitung 4 Wasser zugeführt, das sich am Bohrungsgrund ansammelt, in die Risse 3 eindringt und dabei durch die Erdwärme verdampft.
Der Dampf steigt nach oben und wird an der Erdoberfläche durch ein Rohr 5 einer Dampfturbine 6 od. dgl. zugeführt, welche einen Generator 7 zur Stromerzeugung antreibt. Statt zur Stromerzeugung könnte der Dampf auch zu Wärmezwekken verwendet werden.
Eine Ausführungsvariante gemäss Fig. 2 besteht darin, mehrere parallele Tiefbohrungen 2 in einem gewissen Abstand voneinander herzustellen und in mindestens einer derselben am Bohrungsgrund einen konventionellen Sprengstoff zu zünden. Der gegenseitige Abstand der Bohrungen 2 am Bohrungsgrund und die Stärke des Sprengsatzes müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass sich eine Lockerung des Gesteins 8 im Bereich zwischen den Bohrungen ergibt, so dass es durch Risse u. dgl. flüssigkeitsdurchgängig wird. Die Wasserzufuhr in Richtung der Pfeile A erfolgt hier durch eine oder mehrere dieser Tiefbohrungen 2. Dabei durchdringt das so zugeführte Wasser die Risse und Spalte im gelockerten Gestein 8, erwärmt sich dabei und verdampft. Die Dampfab- fuhr erfolgt sodann durch eine oder mehrere der übrigen Tiefbohrungen in Richtung des Pfeiles B.
Um Wärmeverlust während des Dampftransportes in der Bohrung möglichst zu vermeiden, ist es zweckmässig, das Bohrloch mindestens im obern Teil mit einer Wärmedämmschicht zu versehen.
Da der Wirkungsgrad für die industrielle Verwertung des Dampfes um so grösser wird, je höher seine Temperatur ist, wird man das Bohrloch so tief machen, als dies mit den verfügbaren technischen Mitteln möglich ist, beispielsweise auf 8000 bis 10 000 m, wo Temperaturen von 250-3000C zu erwarten sind.
Um eine möglichst grosse Berührungsfläche des zugeführten zu verdampfenden Wassers mit aufgelockertem Gestein zu erhalten, ist es z veckmässig, im Bohrloch nahe beim Bohrungsgrund eine oder mehrere sich über einige hundert Meter erstreckende Längssprengung durchzuführen, um eine Lockerung des Gesteins auf eine möglichst grosse Länge zu erhalten und einer örtlichen Abkühlung entgegenzuwirken. Falls durch den Dampf Gesteinspartikel od. dgl. mitgerissen werden, wird im oberen Teil der Bohrung ein Filter eingebaut.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann die Wärmegewinnung genau an denjenigen Stellen erfolgen, wo ein entsprechender Bedarf besteht. Ausserdem kann die Abwärme infolge Wegfall langer Transportwege direkt zur Beheizung von Wohnzentren venvendet werden und baucht nicht in Kühltürmen vernichtet zu werden.
PATENTANSPRUCH
Verfahren zur Verwertung der Erdwärme, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Tiefbohrung (2) bis auf eine solche Tiefe erstellt wird, in welcher die Erdtemperatur über 100"C liegt, hernach durch Auslösung mindestens einer Explosion das Gestein am Bohrungsgrund oder am untersten Bohrlochteil gelockert und sodann Wasser in mindestens ein Bohrloch eingeführt und der vom Gestein erhitzte, hochsteigende Dampf oben abgezogen und verwertet wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinanderliegende Bohrlöcher hergestellt werden, von denen mindestens eines für die Wasserzufuhr und mindestens eines für den Dampfabzug verwendet wird (Fig. 2).
2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Dampfabzug dienende Bohrloch mit einer Wärmedämmschicht versehen wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nahe am Bohrungsgrund Bohrlochlängssprengungen durchgeführt werden.
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The invention relates to a method for utilizing geothermal energy.
Numerous proposals have already been made for utilizing geothermal energy. Previously known geothermal power plants use natural steam sources emerging through gaps in the floor, or bores have been made in their vicinity. Such steam sources are only found in a few places on earth and the amount of steam available is too small for an industrial evaluation.
It has already been proposed to create a cavern in the rock by underground atom bomb explosions, and then to supply water to this, which is converted into steam in the cavern and which is fed through a steam pipe to a steam turbine located on the surface of the earth. A crucial disadvantage here is the radioactivity resulting from the atomic explosion.
The invention aims to solve the problem of utilizing geothermal energy for generating electricity or for heating purposes while avoiding the disadvantages mentioned.
The method according to the invention is characterized in that at least one deep borehole is created to a depth at which the earth temperature is above 100 ° C, after which the rock at the bottom of the borehole or at the lowest part of the borehole is loosened by triggering at least one explosion and then water is poured into at least one Drilled hole is introduced and the rising steam heated by the rock is withdrawn from the top and utilized.
An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1 is a schematic representation of the method with only one hole,
2 shows a schematic representation of an embodiment variant with several approximately parallel bores.
A deep borehole 2 is made in the earth 1 to a depth such that the rock in the bottom of the borehole has a temperature of more than 1000 ° C., preferably at least 150 ° C. Since on average the temperature rises 300 m per 1000 m depth, a drilling depth of over is with normal earth formation 3000 m is required After drilling this hole 2, conventional explosives are lowered into the hole and an explosion is triggered at or near the bottom of the hole.
This explosion is intended to cause the rock near the bottom of the borehole to loosen and local cracks 3 to develop. Water is then fed to the borehole 2 via a pipeline 4, which collects at the bottom of the borehole, penetrates into the cracks 3 and evaporates in the process due to the geothermal energy.
The steam rises to the top and is fed to the earth's surface through a pipe 5 to a steam turbine 6 or the like, which drives a generator 7 to generate electricity. Instead of generating electricity, the steam could also be used for heating purposes.
An embodiment variant according to FIG. 2 consists in producing several parallel deep bores 2 at a certain distance from one another and detonating a conventional explosive in at least one of them at the bottom of the bore. The mutual distance of the holes 2 at the bottom of the hole and the strength of the explosive device must be coordinated so that a loosening of the rock 8 results in the area between the holes, so that it is through cracks u. Like. Liquid is permeable. The water supply in the direction of the arrows A takes place here through one or more of these deep boreholes 2. The water supplied in this way penetrates the cracks and crevices in the loosened rock 8, heats up and evaporates. The steam is then removed through one or more of the remaining deep boreholes in the direction of arrow B.
In order to avoid heat loss during steam transport in the borehole, it is advisable to provide the borehole with a thermal insulation layer at least in the upper part.
Since the efficiency for the industrial utilization of the steam is greater, the higher its temperature, the borehole will be made as deep as is possible with the available technical means, for example at 8000 to 10 000 m, where temperatures of 250 -3000C are to be expected.
In order to obtain the largest possible contact surface of the supplied water to be evaporated with loosened rock, it is advisable to carry out one or more longitudinal blasts extending over a few hundred meters in the borehole near the bottom of the borehole in order to loosen the rock to the greatest possible length and to counteract local cooling. If rock particles or the like are carried away by the steam, a filter is installed in the upper part of the bore.
With the method described, the heat can be obtained precisely at those points where there is a corresponding need. In addition, because long transport routes are no longer necessary, the waste heat can be used directly for heating residential centers and does not need to be destroyed in cooling towers.
PATENT CLAIM
A method for utilizing geothermal energy, characterized in that at least one deep borehole (2) is created down to a depth at which the earth temperature is above 100 "C, after which the rock at the bottom of the borehole or on the lowest part of the borehole is loosened by triggering at least one explosion then water is introduced into at least one borehole and the rising steam heated by the rock is drawn off at the top and utilized.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim, characterized in that several adjacent boreholes are produced, of which at least one is used for the water supply and at least one for the steam extraction (Fig. 2).
2. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that the borehole serving for steam extraction is provided with a thermal insulation layer.
3. The method according to claim, characterized in that borehole longitudinal blasts are carried out close to the bottom of the borehole.
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