DE19919555C1 - Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie sowie Wärmetauscher hierfür - Google Patents
Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie sowie Wärmetauscher hierfürInfo
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Abstract
Ein Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie umfaßt die Schritte des Vorantreibens einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung, das Erfassen der Temperatur im umgebenden Bereich sowie die Steuerung des Bohrverlaufs in Abhängigkeit von der Temperatur im Boden. Anschließend wird ein Wärmetauscherrohr in die Bohrung eingebracht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erschließung
geothermischer Energie sowie eine Vorrichtung für die Nutzung
geothermischer Energie.
Die Nutzung von Erdwärme zur Energiegewinnung ist seit langem
bekannt. Unterschiedliche Formen der geothermischen
Energiegewinnung, wie die Energiespeicherung und Nutzung von
Gruben- oder Tunnelwässern, die oberflächennahe Geothermie
für den Einsatz von Wärmepumpen zur Versorgung von kleinen,
dezentralen Anlagen, aber auch die Hot-Dry-Rock-Technik sind
jeweils bekannt.
Bei der Hot-Dry-Rock-Technik wird in einer Teufe von mehr als
2.500 m ein künstlicher, sehr ausgedehnter Spalt im Fels
zwischen zwei Tiefbohrungen erzeugt. Das gezielte Erzeugen
von Rissen wird durch Fracken erreicht, indem feste Körper,
z. B. Glasperlen oder Fracsand, mit hohem Druck in die Bohrung
eingebracht werden und gezielt zu Rissen in dem umgebenden
Gestein führen. Der Wärmeabbau erfolgt dann über
Wasserzirkulation durch diesen Spalt. Hierfür wird kaltes
Wasser in einer Injektionsbohrung verpreßt, strömt durch den
künstlich erzeugten Spalt, heizt sich dort auf und erreicht
als überhitztes Wasser über eine Produktionsbohrung wieder
die Oberfläche. Nach neueren Erkenntnissen weist das
Grundgebirge bis in große Tiefen Risse und Spalten auf, die
oftmals auch Wasser führen. Daher nutzen neuere Konzepte die
natürliche Klüftung und Durchlässigkeit des Grundgebirges.
Ausgehend von einer Tiefbohrung werden die wasserführenden
Risse und Spalten im Grundgebirge gezielt hydraulisch
aufgeweitet und ihre Durchlässigkeit erhöht. Wird nun in
einigen hundert Metern Entfernung von der Injektionsbohrung
in einer Förder- oder Produktionsbohrung die Wassersäule
abgesenkt, während gleichzeitig in der Injektionsbohrung
weiter Wasser verpreßt wird, so entsteht im zerklüfteten
Untergrund ein großräumiges Druckgefälle von der
Injektionsbohrung zur Produktionsbohrung. Das Wasser
zirkuliert nicht mehr in Einzelspalten, sondern strömt durch
ein weiträumiges, vernetztes System von aufgeweiteten Klüften
und zusätzlich künstlich erzeugten Rissen.
Bei der Migration durch das Netzwerk von Rissen und Klüften
nimmt das Wasser oder der Dampf Mineralien auf, so daß ein
mit einem hohen Mineralienanteil beladener Naßdampf aus der
Produktbohrung abgezogen wird. Dies bringt Einschränkungen
bei der oberirdischen Wärmeverwertung mit sich, indem die
Rohrleitungen und insbesondere Wärmetauscherrohre mit
geringer Querschnittsfläche häufig ausgetauscht werden
müssen, da sich an den Wandungen der Rohrleitungen und
Wärmetauscher sehr schnell unerwünschte Mineralienschichten
aufbauen, welche die Querschnitte verengen, den Wärmetausch
verschlechtern, den Druckverlust bei der Durchströmung der
Rohrleitungen erhöhen und schließlich die
Strömungsquerschnitte vollständig blockieren können. Diese
Verockerung der Leitungen tritt innerhalb sehr kurzer
Zeiträume auf. Insbesondere der Bereich des entwärmten
Wassers ist hier eine besondere Problemzone, weil die
Löslichkeit für die Mineralien mit sinkenden Drücken und
Temperaturen abnehmen und die Mineralien ausgefällt werden.
Darüber hinaus ist das Hot-Dry-Rock-Verfahren bezüglich der
einzusetzenden Bohrtechnik sehr teuer und daher nur für große
Kraftwerke geeignet. Mit wachsender Bohrlänge nehmen die
Kosten für das Niederbringen einer Bohrung überproportional
zu, so daß die hohen Investitionskosten für mindestens zwei
Bohrungen (Bohrung zum Verpressen des Wassers sowie
mindestens eine Produktleitung) die Nutzung von Erdwärme mit
dem Hot-Dry-Rock-Verfahren in vielen Fällen wirtschaftlich
unrentabel gestalten.
Die deutsche Offenlegungsschrift 36 27 680 A1 beschreibt einen
geschlossenen Kreislauf für Wasser und Dampf, bei dem durch
Erdwärme erzeugter Dampf der Energiegewinnung zugeführt und
später wieder kondensiert wird, um mittels einer Pumpe auf
den erforderlichen Einpreßdruck gebracht zu werden. Im
Erdinneren befindet sich innerhalb des geschlossenen
Leitungssystems ein Aufheizbehälter, der durch Wärmeleitung
mit dem Erdinneren in Verbindung steht und zum Zwecke der
besseren Wärmeübertragung von einer bei sehr hoher Temperatur
siedenden Flüssigkeit, insbesondere Öl, umgeben ist. Die
Siedetemperatur dieser Flüssigkeit wird von der Erdwärme
nicht erreicht, so daß die Flüssigkeit in der Tiefe des
Bohrlochs verbleibt und den Wärmeübergang zwischen den heißen
Bodenschichten zum Aufheizbehälter hin verbessert. Durch die
geschlossene Kreislaufführung des zu erwärmenden Wassers in
dem einzelnen Sackbohrloch tritt keine Kontamination des
Wassers auf.
Die deutsche Offenlegungsschrift 24 01 667 A1 beschreibt eine
Einrichtung zur Nutzung der Erdwärme unter Verwendung eines
Förderrohres mit verschiedenen Kammern. Da der
Wärmeisolierung des Förderrohres größte Bedeutung zukommt,
wird das Evakuieren des Zwischenraumes zwischen den Rohren
vorgeschlagen. Um auch die Strahlung möglichst gering zu
halten, wird weiterhin vorgeschlagen, die aufeinander zu
gerichteten Rohroberflächen mit einer dünnen Schicht Silber
zu überziehen.
Auch die deutsche Offenlegungsschrift 24 10 583 zeigt ein
Doppelmantelrohr, bei dem der Zwischenraum zwischen dem
Innenrohr und dem Außenrohr evakuiert wird.
Bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen unter
Verwendung eines geschlossenen Wasserkreislaufs in der
Bohrung wird jeweils nur eine linear verlaufende Sackbohrung
eingesetzt. Diese besitzt den Nachteil, daß Maßnahmen
erforderlich sind, um die Verweildauer des
Wärmeübertragungsmediums in dem thermisch nutzbaren Bereich
möglichst hoch zu halten. Eine geringe
Strömungsgeschwindigkeit in dem geschlossenen Schlaufensystem
besitzt allerdings den Nachteil, daß auch die Wärmeverluste
während des Abtransports des erwärmten Wassers oder
Wasserdampfes hoch sind. Um diese Schwierigkeiten zu
überwinden, richtete sich das Augenmerk bisheriger
Entwicklungen im Stand der Technik vor allen Dingen auf die
Verbesserung der Isolation im Bereich des Abtransports des
erwärmten Wassers oder Wasserdampfes oder aber es wurden
Anstrengungen unternommen, um spezielle
Wärmetauschergeometrien in dem thermisch nutzbaren
Bodenbereich anzuordnen, wie dies beispielsweise durch den in
der deutschen Offenlegungsschrift 36 27 680 A1 eingebrachten
Aufheizbehälter verwirklicht wurde.
Die geothermisch nutzbaren Bereiche finden sich vor allen
Dingen in Transpressions- oder Tensionszonen, die entweder
Karsthohlräume, beispielsweise mit Wasser gefüllte
Karstkluftkörper, oder aber tektonische Durchlässigkeiten
aufweisen. Eine weitere Alternative liegt darin, daß das
Bodenmaterial in diesen Bereichen eine besonders hohe
natürliche Porosität besitzt, so daß eine Umströmung des
Wärmeträgers ermöglicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe (das Problem) zugrunde, ein
Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie sowie eine
Vorrichtung für die Nutzung geothermischer Energie
vorzuschlagen, die mit einem geringeren Investitionsaufwand
eine verbesserte Wärmegewinnung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erschließung
geothermischer Energie mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst. Die Vorrichtung für die Nutzung geothermischer
Energie ist durch die Merkmale des Anspruchs 11
gekennzeichnet.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß eine Bohrung
eingebracht wird, die gezielt der nutzbaren Temperatur im
Boden folgt. Dies ist möglich, indem eine vollkommen
verlaufsgesteuerte Bohrung mit einem fernsteuerbaren Bohrkopf
vorangetrieben wird und der Bohrverlauf in Abhängigkeit von
der erfaßten Temperatur im umgebenden Bodenbereich gesteuert
wird. Es ist somit unter Verwendung dieses Verfahrens
möglich, eine Bohrung bis in einen geothermisch nutzbaren
Bereich voranzutreiben und anschließend in einer
dreidimensionalen beliebigen Richtungsorientierung einer
geothermisch nutzbaren Zone zu folgen. Hierdurch wird es
möglich, eine größere Bohrungslänge in einem geothermisch
nutzbaren Bereich zu verlegen, wodurch auch bei einer hohen
Durchströmungsgeschwindigkeit des Wärmeübertragungsmediums
eine ausreichende Temperaturerhöhung erzielt werden kann. Die
Strömungsgeschwindigkeit kann so angepaßt werden, daß die
Verweildauer des erwärmten Wärmeübertragungsmediums im
Produktrohr so optimiert wird, daß die Wärmeverluste
besonders gering gehalten werden können.
Die Vorrichtung zur Nutzung geothermischer Energie umfaßt
einen Wärmetauscherbereich, der dem Temperaturverlauf im
Wärmeherd folgt. Der Bohrkopf beim Erstellen des
Wärmetauscherbereichs wird so gesteuert, daß er in Richtung
der höchsten Temperatur fährt, um einen möglichst
wirkungsvollen Abbau der vorhandenen geothermischen Energie
zu ermöglichen.
Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche
gekennzeichnet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren
weiterhin den Schritt des Injizierens eines
Wärmeübertragungsmediums in einen Bodenbereich, welcher das
Wärmetauscherrohr umgibt. Diese zusätzliche
Verfahrensmaßnahme dient dazu, die Wärmeübertragung zwischen
dem Bodenbereich und dem Wärmeübertragungsrohr zu verbessern,
indem ein isolierender Luftspalt zwischen der Wandung der
Bohrung und dem eingebrachten Wärmeübertragungsrohr oder aber
nur ein teilweises Anliegen des umgebenden Gesteins an dem
Wärmetauscherrohr vermieden wird. Als Wärmeübertragungsmedium
könnte beispielsweise ein schwersiedendes Öl zum Einsatz
gelangen, das auch bei Temperaturen über dem Siedepunkt des
Wassers in flüssigem Zustand verbleibt und daher eine gute
Wärmeübertragung vom umgebenden Bodenbereich zum
Wärmetauscherrohr gewährleistet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden
Abzweigbohrungen im geothermisch nutzbaren Bereich erstellt.
Hierdurch wird es unter Verwendung geeigneter Übergangsstücke
möglich, eine möglichst große Rohrlänge des
Wärmetauscherrohrs innerhalb des geothermisch nutzbaren
Bereichs zu plazieren.
Die Teufe der Bohrung ist ausschließlich nutzungsorientiert.
Die Teufe der hier vorgeschlagenen Anwendungen ist bedeutend
geringer als bei dem bekannten Hot-Dry-Rock-Verfahren und
liegt beispielsweise im Bereich zwischen 1000 m und 1500 m.
Die geringere Teufe der Bohrung bietet, wie eingangs erwähnt
wurde, den Vorteil bedeutend geringerer Investitionskosten
beim Erstellen einer geothermischen Anlage. Die geringe Teufe
der Bohrung ist aber vor allen Dingen deswegen wirtschaftlich
sinnvoll, weil unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in oberflächennäheren, warmen Schichten mit Hilfe
der vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrtechnik einem
Isothermenverlauf im Boden gefolgt werden kann.
Vorzugsweise wird das Wärmetauscherrohr in einem
Abrollbohrgestänge (coiled tubing) in die Bohrung
eingebracht. Dies bietet die Möglichkeit, auf eine sehr
einfache und somit kostengünstige Weise das Wärmetauscherrohr
in der Bohrung anzuordnen.
Alternativ kann die Bohrung als Sackbohrung oder aber auch
als Schlaufenbohrung mit gleichem oder unterschiedlichem
Start- und Zielpunkt ausgeführt werden. Bei der Verwendung
einer Sackbohrung wird die gesamte Bohrlänge minimiert, da
die Wegstrecke von der Erdoberfläche bis zur geothermisch
nutzbaren Tiefe nur einmal zurückgelegt werden muß.
Eine Schlaufenbohrung kann sich jedoch als eine ebenso
geeignete Alternative erweisen und erleichtert insbesondere
das Einziehen des Wärmetauscherrohres, da dieses lediglich
beim Zurückziehen des Bohrgestänges vom Zielpunkt zurück zum
Startpunkt der Schlaufenbohrung in die Bohrung eingezogen
werden kann.
Die Vorrichtung für die Nutzung geothermischer Energie in
Sackbohrungen ist nach einer bevorzugten Ausführungsform aus
drei Teilbereichen aufgebaut: einer konzentrischen Anordnung
einer ersten, ringförmigen Kammer im Wärmetauscherrohr für
die Zuleitung von kaltem Wärmeübertragungsmedium und einer
zweiten, kreisförmigen Kammer im Wärmetauscherrohr für die
Abfuhr von erwärmtem Wärmeübertragungsmedium sowie einen
zweiten Bereich über dem sonstigen Verlauf der Bohrung, in
dem die erste Kammer und die zweite Kammer durch eine
wärmeisolierende Trennwand abgeteilt sind. Zwischen dem
ersten Bereich und zweiten Bereich ist ein Übergangsstück
vorgesehen, um die jeweiligen Strömungskammern dicht
miteinander in Verbindung zu bringen, so daß eine
geschlossene Kreislaufführung vom Wärmeübertragungsmedium
erzielt werden kann. Der erste Bereich mit der konzentrischen
Anordnung der ersten Kammer um die zweite Kammer stellt eine
ausreichende Oberfläche im außenliegenden Ringraum zur
Erwärmung des Wärmeübertragungsmediums bereit, während im
zweiten Bereich die Kontaktfläche zwischen den beiden Kammern
möglichst gering gehalten wird, damit zwischen den beiden
Kammern nur geringe Verlustwärmeströme auftreten.
Alternativ umfaßt die Vorrichtung für die Nutzung
geothermischer Energie in Schlaufenbohrungen ein Zuführrohr,
das in den Wärmeherd hineinreicht sowie ein getrennt hiervon
vorgesehenes, isoliertes Vorlaufrohr, mit dem das erwärmte
Wärmeübertragungsmedium zu der Erdoberfläche geführt wird.
Zwischen dem Zuführrohr und dem isolierten Vorlaufrohr
verläuft eine unverrohrte Bohrung im Wärmeherd, die dem
Temperaturverlauf im Wärmeherd folgt. Das Vorsehen einer
unverrohrten, offenen Strecke im Wärmeherd bildet eine freie
Reaktionszone, in der ein sehr guter Wärmetausch zwischen dem
Wärmeübertragungsmedium und dem umgebenden Gestein auftritt.
Im Vergleich zu einer vollständigen Verlegung von
Wärmetauscherrohren durch die Schlaufenbohrung hindurch
besitzt diese Ausführungsform den Vorteil, daß im Bereich der
offenen Strecke im Wärmeherd ein sehr guter Wärmetausch
zwischen dem Wärmeübertragungsmedium und dem umgebenden
Gestein ohne Zwischenschaltung von Rohrelementen stattfinden
kann. Da das Wärmeübertragungsmedium durch eine definierte
Bohrung und nicht durch kleine Risse und Poren im Gestein
strömt, stellt sich das Problem einer übermäßigen Aufnahme
gelöster Salze, die im Vorlaufrohr zu einer Verockerung
führen können, nicht.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher weist vorzugsweise ein
Zwischenstück zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten
Bereich auf, das dicht die jeweiligen ersten Kammern und
zweiten Kammern im ersten Bereich und zweiten Bereich
miteinander verbindet. Ein derartiges Zwischenstück innerhalb
des in die Bohrung einzubringenden Wärmetauscherrohres paßt
die Lage der beiden Kammern zueinander in bestmöglicher Weise
an die gewünschten Wärmeübertragungserfordernisse an. Wie
oben bereits erläutert wurde, kann in dem Bereich, in dem
eine Isolierung zwischen den beiden Kammern vorrangig
verwirklicht werden soll, eine möglichst geringe Grenzfläche
zwischen den beiden Kammern vorgesehen werden, während in dem
Bereich, in dem eine Wärmegewinnung im Boden stattfindet,
eine möglichst große Wärmeübertragungsfläche der Kammer mit
dem zu erwärmenden Wärmeträgerfluid vorgesehen wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann das
Wärmetauscherrohr für die Nutzung geothermischer Energie ein
Bündel von Rohren umfassen, die jeweils vom
Wärmeübertragungsmedium durchströmbar sind. Diese Maßnahme
erhöht die linear mit der aufgenommenen Wärmemenge
korrelierte Wärmeaustauschfläche.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das
Wärmetauscherrohr mindestens eine Injektionsleitung innerhalb
des Wärmetauscherrohres auf, die eine oder mehrere Öffnungen
nach außen aufweist, um einen Stoff in den das
Wärmetauscherrohr umgebenden Gesteinsbereich abzugeben. Wie
oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
bereits erläutert wurde, kann das Einbringen eines
hochsiedenden Wärmeübertragungsmediums in den das
Wärmetauscherrohr umgebenden Gesteinsbereich den
Wärmeübergang verbessern. Allerdings verbleibt das
Wärmeübertragungsmedium nicht über längere Zeiträume stabil
in dem umgebenden Gesteinsbereich, sondern diffundiert in den
umgebenden Gesteinsbereich ab. Daher sind Injektionsleitungen
besonders vorteilhaft, um bei Bedarf weiteres
Wärmeübertragungsmedium injizieren zu können.
Zur Durchführung des Verfahrens kommt eine Erdwärmesonde zum
Einsatz, die eine Einrichtung zur kontinuierlichen Erfassung
von Temperaturverläufen in bestimmten Abschnitten oder im
gesamten Verlauf der Erdwärmesonde umfaßt. Diese Einrichtung
umfaßt ein Glasfasermeßkabel mit Schutzumhüllung, die der
Informationsverbindung zwischen dem Temperatursensor und dem
Bohrleitstand dient.
Vorzugsweise kann zusätzlich eine Einrichtung zur Wartung,
zum Freispülen und ggf. zur Erzwingung von Konvektion an und
um die Erdwärmesonde vorgesehen sein, die in Form eines
vollständig oder abschnittsweise perforierten Rohres
ausgebildet ist, aus der geeignete Betriebsstoffe in den
Bereich um die Erdwärmesonde injiziert werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der
beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer vollkommen
verlaufsgesteuerten Sackbohrung mit einer
Verzweigungsbohrung darstellt;
Fig. 2 ein schematisches Beispiel einer vollkommen
verlaufsgesteuerten Schlaufenbohrung darstellt;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Wärmetauscherrohres
zur Verwendung in einer Schlaufenbohrung gemäß
Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 ein Beispiel für ein verwendetes Wärmetauscherrohr
zur Dampferzeugung in einer Schlaufenbohrung gemäß
Fig. 2 zeigt;
Fig. 5 die Verwendung eines Rohrbündelwärmetauscherrohres
in einer Sackbohrung zeigt;
Fig. 6 ein Wärmetauscherrohr zur Erzeugung von Dampf in
einer Sackbohrung zeigt;
Fig. 7 ein Wärmetauscherrohr mit einer unterschiedlichen
Geometrie im thermisch nutzbaren Bereich sowie im
Zu- und Abtransportbereich zeigt;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht des in Fig. 7
gezeigten Wärmetauscherrohrs im Zu- und
Abtransportbereich zeigt;
Fig. 9 eine schematische Querschnittsansicht des in Fig. 7
gezeigten Wärmetauscherrohrs im thermisch nutzbaren
Bereich zeigt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines Wärmetauscherrohrs
entsprechend Fig. 8 in einer alternativen
Ausführungsform zeigt; und
Fig. 11 eine Querschnittsansicht eines Wärmetauscherrohrs
entsprechend Fig. 8 mit zusätzlichen
Injektionsleitungen darstellt.
Die nachfolgenden Figuren sind jeweils schematische
Ansichten, die das Verfahren zur Erschließung geothermischer
Energie sowie die hierbei einsetzbaren Wärmetauscher zur
Gewinnung geothermischer Energie darstellen. In den
nachfolgenden Figuren werden jeweils gleiche Bauelemente mit
gleichen Referenzziffern bezeichnet.
In Fig. 1 ist schematisch das Verfahren zur Erschließung
geothermischer Energie unter Verwendung einer Sackbohrung
dargestellt. Zur besseren Verdeutlichung ist in Fig. 1 wie
auch in den nachfolgenden Figuren der Durchmesser der
Tiefenbohrung stark vergrößert dargestellt. Von der
Erdoberfläche 12 verläuft eine vollkommen verlaufsgesteuerte
Bohrung 14 in einen geothermisch nutzbaren Bereich 16, der
schematisch als ein schraffierter Bereich in den Fig. 1, 2
und 7 dargestellt ist. Bis zu diesem Bereich verläuft im
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Bohrung 14 senkrecht von
der Erdoberfläche 12 in die Tiefe. Dies ist im Regelfall
vorteilhaft, da die gesamte zu erstellende Bohrlänge für die
Nutzung der geothermischen Energie möglichst gering gehalten
werden soll und insbesondere der Transportweg des erzeugten
heißen Wärmeübertragungsmediums, z. B. Wasser oder des Dampfes
aufgrund der Wärmeverluste über der Wegstrecke möglichst
gering gehalten werden soll. Selbstverständlich können aber
auch je nach den örtlichen Gegebenheiten und der geologischen
Struktur die Bohrung 14 von der Erdoberfläche 12 bis in den
geothermisch nutzbaren Bereich 16 bereits einen beliebigen
Verlauf nehmen, beispielsweise um besonders harte
Felsschichten umgehen zu können.
Die Bohrung 14 wird mit Hilfe einer vollkommen
verlaufsgesteuerten Bohrtechnik, z. B. mit Hilfe des bekannten
Horizontalspülbohrverfahrens, durchgeführt. Hierbei wird ein
Bohrkopf eingesetzt, der mindestens eine geneigte
Steuerfläche aufweist, mit Hilfe derer beliebige
Richtungskorrekturen des Bohrkopfes durchgeführt werden
können. Eine Bohrflüssigkeit tritt unter hohem Druck aus dem
Bohrkopf aus und wirkt als Schneidstrahl, d. h. das
unmittelbar vor dem Boden liegende Material wird gelöst, um
den Vortrieb des Bohrkopfes zu ermöglichen. Üblicherweise
wirkt bei der vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrtechnik der
Bohrkopf über eine Sendereinrichtung mit einem Ortungsgerät
zusammen. Bei Tiefen über 10 m wird eine magnetische Ortung
mit Drahtübertragung zu einem Leitstand an der Bohranlage
vorgenommen, es sind jedoch lediglich Neigungs- und
Richtungsverfolgungen durchführbar. Allerdings ist bei der
später anhand der Fig. 2 erläuterten Schlaufenbohrung mit
unterschiedlicher Start- und Zielöffnung eine
Sendeeinrichtung im Bohrkopf vorteilhaft, weil nahe der
gewünschten Zielöffnung eine etwaige Abweichung des
Bohrverlaufes noch gezielt korrigiert werden und daher die
Zielöffnung sehr genau im voraus festgelegt werden kann.
Vorzugsweise ist der Bohrkopf mit einem Temperatursensor
versehen, der dem Bedienpersonal während des Bohrverlaufes
Auskunft über die Temperatur am Bohrkopf übermittelt. Dies
gestattet es, geothermisch nutzbare Bereiche aufzufinden und
gezielt diesen zu folgen, wie in Fig. 1 durch die Bohrung 14a
angedeutet ist. Hierdurch wird es möglich, auch lokal
begrenzte, geothermisch nutzbare Bereiche in bestmöglicher
Weise zu nutzen. Die verlaufsgesteuerte Bohrtechnik kann auch
dazu genutzt werden, sich geologische Unregelmäßigkeiten
zunutze zu machen, um die Bohrung möglichst schnell und somit
mit möglichst geringem Investitionsaufwand voranzutreiben. So
kann beispielsweise unabhängig von dem gemessenen
Isothermenverlauf innerhalb geothermisch nutzbarer Gebiete
Rissen und Spalten gefolgt werden, um einen möglichst
schnellen Vortrieb zu erzielen.
Eine weitere, optionale Verfahrensvariante ist in der Fig. 1
dargestellt. Wie ersichtlich ist, wurde eine primäre
Abzweigungsbohrung 18 erstellt, die innerhalb des
geothermisch nutzbaren Bereichs 16 von der Bohrung 14 bzw.
14a abzweigt. Dies ist leicht dadurch möglich, daß der
Bohrkopf mit dem Bohrgestänge bis zum gewünschten
Abzweigpunkt wieder zurückgezogen wird, um anschließend in
einer neuen Richtung eine Abzweigbohrung 18 im geothermisch
nutzbaren Bereich zu erstellen. Selbstverständlich setzt ein
derartiger, komplexer Bohrverlauf im geothermisch nutzbaren
Bereich auch die spezielle Anpassung des Verlaufs des
geschlossenen Kreislaufs des zu erwärmenden
Wärmeübertragungsmediums voraus. Es müssen bei dem Erstellen
von verzweigten Bohrungen spezielle automatisierte
Einrichtungen eingesetzt werden, die in der gewünschten Tiefe
ein thermisches, elektrisches oder chemisches Verschweißen
der Rohrenden miteinander ermöglichen, so daß das zu
erwärmende Wärmeübertragungsmedium beispielsweise zunächst
eine geschlossene Schlaufe in der Bohrung 18 durchfährt,
anschließend eine vergleichbare Schlaufe in der Bohrung 14a
durchfährt und zuletzt wieder durch die Bohrung 14 zur
Erdoberfläche gelangt. Um einen geothermisch nutzbaren
Bereich möglichst wirkungsvoll zu nutzen, können von den
primären Abzweigungsbohrungen sekundäre
Abzweigungsbohrungen 19 abzweigen, wobei sowohl die primären
Abzweigungsbohrungen wie auch die sekundären
Abzweigungsbohrungen sowohl als Sackbohrungen als auch als
Schlaufenbohrungen ausgebildet sein können.
Wie oben bereits dargelegt wurde, wird das
Wärmeübertragungsmedium innerhalb der Bohrung in einen
geschlossenen Kreislauf geführt, so daß die nachteiligen
Wirkungen eines Lösens von Mineralien aus dem Boden mit den
geschilderten Nachteilen einer Verockerung von Leitungen
unterbleibt. Es findet somit nur ein indirekter Wärmetausch
zwischen dem geothermisch nutzbaren Bodenbereich 16 und dem
Wärmeübertragungsmedium in einem geschlossenen Leitungssystem
statt. Wie später eingehender erläutert werden wird, wird
abgekühltes Wärmeübertragungsmedium in die Bohrung gepumpt
und entweder erwärmtes Wärmeübertragungsmedium in flüssiger
Form oder aber auch in dampfförmiger Form abgezogen. Das im
geschlossenen Kreislauf geführte Wärmeübertragungsmedium wird
in einer geeigneten Anlage 20 zur Energiegewinnung in Form
elektrischer Energie oder aber auch nach einem Wärmetausch
zur Speisung von Fernwärmenetzen eingesetzt.
Die Vorrichtung zur Nutzung der geförderten Erdwärme kann der
Vorwärmung eines kontinuierlichen thermodynamischen Prozesses
dienen und einen in sich geschlossenen Druckwasserkreislauf
mit Umwälzpumpe, Bypassfilter, Druckausgleichsbehälter und
Wärmetauscher umfassen.
Fig. 2 zeigt eine alternative Variante unter Verwendung einer
Schlaufenbohrung, die hier einen unterschiedlichen Start- und
Zielpunkt auf der Erdoberfläche 12 besitzt. Die Bohrung 14
wird ebenfalls mit Hilfe der vollkommen verlaufsgesteuerten
Bohrtechnik durchgeführt und folgt, wie in Fig. 2 schematisch
angedeutet ist, dem Verlauf des geothermisch nutzbaren
Bereichs 16.
Bezüglich der Strömungsführung des Wärmeübertragungsmediums
innerhalb der Bohrung 14 sind verschiedene Alternativen
denkbar. So kann bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten
Beispiel nach dem Erreichen der Zielöffnung eine
einzuziehende Leitung direkt am Bohrgestänge oder aber einem
dazwischen geschalteten, kegelförmigen Aufweitkopf befestigt
werden und sozusagen im Rückwärtsgang in die Bohrung 14
eingezogen werden, bis das zu verlegende Wärmetauscherrohr an
der Startöffnung anlangt. Im einfachsten Fall handelt es sich
bei dem Wärmetauscherrohr um eine einfache Rohrleitung, die
entsprechend den während der Bohrung gewonnenen
Temperaturdaten bereichsweise isoliert ist und, im Bereich
der Durchfahrung des thermisch nutzbaren Bereichs 16, keine
Isolierung aufweist. In diesem möglichen Beispiel würde somit
Speisewasser an der Einströmstelle 24 in die in die
Bohrung 14 eingezogene Rohrleitung eingespeist werden und in
einer isolierten Rohrleitung bis zum geothermisch nutzbaren
Bereich 16 geführt werden, dort ohne Isolierung weiter in der
Rohrleitung verlaufen, so daß sich eine Erwärmung einstellt
und anschließend in einem wiederum isolierten Bereich zur
Abzugstelle 26 geleitet werden, wo das erwärmte
Wärmeübertragungsmedium oder der Dampf in der Anlage 22 zur
Energienutzung verwertet wird.
Fig. 3 zeigt ein derartiges Beispiel einer nicht isolierten
Rohrleitung innerhalb des geothermisch nutzbaren Bereichs 16.
Eine andere mögliche Variante in einem Durchgangsloch 14
besteht darin, daß anstelle der einfachen, in Fig. 3
dargestellten Rohrleitung ein Rohrbündelwärmetauscher in die
Bohrung 14 eingezogen wird. Hierbei wird das Rohrbündel in
einem Mantelrohr angeordnet, das nach dem Installieren der
aus dem Mantelrohr und dem darin angeordneten Rohrbündel
wieder aus der Bohrung herausgezogen wird, so daß eine
direkte Erwärmung der einzelnen Rohre des Rohrbündels möglich
ist. Alternativ kann das Rohrbündel nur im thermisch
nutzbaren Bereich und die Zuleitung und Abfuhrleitung als
einfache Rohrleitungen ausgebildet sein.
Eine wieder andere Variante ist in der Fig. 4 dargestellt und
zeigt den Übergangsbereich zwischen einem
Wärmetauscherrohr 30, das als Doppelrohr mit zwei
konzentrisch angeordneten Strömungsräumen ausgebildet ist und
einem Wärmetauscherrohr mit nur einem einzigen Strömungsraum.
In dem innenliegenden Rohr 32 wird in Pfeilrichtung A
flüssiges Wärmeübertragungsmedium, z. B. Wasser, in den
geothermisch nutzbaren Bereich 16 eingebracht, in dem sich
das Wasser erhitzt, siedet und als Dampf in beide Richtungen
in Pfeilrichtung B abströmen kann. Das innere
Zuleitungsrohr 32 wird mit Hilfe von Abstandshaltern 34
konzentrisch im Wärmetauscherrohr 30 gehalten. Die in Fig. 4
dargestellte Verfahrensvariante ermöglicht es, mit einem
erstellten Durchgangsloch gemäß der Fig. 2 zwei Anlagen zur
Energienutzung 20 und 22 gleichzeitig und voneinander
entfernt betreiben zu können, da zu beiden Anlagen der
erzeugte Dampf geleitet wird. Wie in Fig. 4 ersichtlich ist,
ist der Strömungsquerschnitt des Wärmetauscherrohrs 32 im
Vergleich zu dem umgebenden Ringraum deutlich kleiner zu
bemessen, um der Volumenexpansion beim Sieden des Wassers
Rechnung zu tragen.
Sämtliche im Zusammenhang mit dem Durchgangsloch bzw. der
Schlaufenbohrung gemäß Fig. 2 dargestellten
Ausführungsvarianten für das Wärmetauscherrohr lassen sich
bequem beim Zurückziehen des Bohrgestänges von der
Zielöffnung 26 zur Startöffnung 24 in die Bohrung einziehen.
Bei den im Zusammenhang mit Fig. 1 diskutierten
Verfahrensalternativen unter Verwendung einer Sackbohrung
wird das Wärmetauscherrohr eingebracht, indem ein
Abrollbohrgestänge als Umhüllung das Wärmetauscherrohr in die
Bohrung nimmt und das als Tubing wirkende Abrollbohrgestänge
anschließend aus der Bohrung um das Wärmetauscherrohr herum
zurückgezogen wird. Auf diese Weise lassen sich auch in einer
Sackbohrung komplexe Geometrien für das Wärmetauscherrohr
einbringen.
Eine mögliche Ausführungsform für das Wärmetauscherrohr in
einer Sackbohrung ist in der Fig. 5 dargestellt. Das
Wärmetauscherrohr besteht aus einer Rohrbündelschlange
bestehend aus einzelnen Rohren, die aufgrund des
geschlossenen Strömungskreislaufes und der Möglichkeit, ein
reines Wärmeübertragungsmedium, z. B. demineralisiertes
Wasser, zu verwenden, eine relativ geringe Größe der
einzelnen Rohrleitungen besitzen kann. So sind beispielsweise
Rohrbündel bestehend aus Einzelrohren von etwa 8 mm
Durchmesser denkbar. Das Rohrbündel 36 befindet sich beim
Einbringen in das Sackbohrloch in einem Mantelrohr 38, das
nach dem Einbau zurückgezogen wird. Oberhalb der
Erdoberfläche teilt sich das schlaufenförmig innerhalb der
Bohrung verlegte Rohrbündel in ein Bündel 36a von
Zulaufrohren sowie ein Bündel 36b von Ablaufrohren, die
jeweils an einem Rohrboden 40 in ein entsprechendes Zulauf-
bzw. Ablaufrohr 42 übergehen. Die Zulauf bzw. Ablaufrichtung
ist durch die Pfeile A und B angedeutet.
Das Einführen eines Rohrbündels in das Bohrloch ist
insbesondere für geothermische Niedertemperaturwärme
geeignet.
Da ein Rohrbündel 36 im Vergleich zu isolierten Rohrleitungen
mit nur zwei Kammern teurer ist, ist selbstverständlich auch
eine Variante denkbar, bei der die Rohrböden innerhalb der
Bohrung im Übergangsbereich zwischen dem thermisch nutzbaren
Bereich und dem thermisch nicht nutzbaren Bereich angeordnet
ist. Diese in den Figuren nicht dargestellte Ausführungsform
besitzt den Vorteil, daß das Rohrbündel nur in dem thermisch
nutzbaren Bereich verwirklicht ist, wodurch in diesem Bereich
die für den Wärmeübergang wesentliche Wärmeaustauschfläche
vergrößert ist, während in dem sonstigen Bereich, der von dem
erwärmten Strom mit möglichst geringen Wärmeverlusten
durchströmt werden soll, nur eine einzelne Kammer vorgesehen
ist, die aufgrund des günstigeren Verhältnisses zwischen
Volumen und Oberfläche einem geringeren Wärmeverlust
unterworfen ist. Selbstverständlich können, wie in der
Technik bekannt ist, die Rohrbündel mit geeigneten
Umlenkzonen so gestaltet werden, daß im geothermisch
nutzbaren Bereich mehrere Durchgänge und somit eine erhöhte
Verweildauer realisiert wird.
Fig. 6 zeigt eine weitere Variante eines Wärmetauscherrohres,
das ähnlich dem in Fig. 4 dargestellten Wärmetauscherrohr aus
zwei konzentrischen Leitungen besteht, die mit
Abstandshaltern 34 koaxial zueinander angeordnet sind. Im
Gegensatz zu der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist
der Rohrboden 44 geschlossen, da es sich bei dem in Fig. 6
dargestellten Ausführungsbeispiel um ein Wärmetauscherrohr
für eine Sackbohrung handelt. Durch die innere, vorzugsweise
wärmeisoliert ausgeführte, Rohrleitung 32 wird Wasser in
Pfeilrichtung A nach unten in die Bohrung gefördert und
strömt in Richtung des Rohrbodens 44 aus. Das Wasser wird in
diesem Bereich zum Sieden gebracht und strömt in
Pfeilrichtung B als Dampf nach oben in dem äußeren Ringraum
ab.
Fig. 7 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines
Wärmetauscherrohrs zur Verwendung in einem Sackloch. Das
Wärmetauscherrohr läßt sich im wesentlichen in drei Bereiche
unterteilen, einem Bereich I im geothermisch nutzbaren
Umfeld 16, einem Bereich II, der in Fig. 7 stark verkürzt
dargestellt ist und im Bereich der Zu- und Abfuhr des
Wärmeübertragungsmediums liegt sowie einen Bereich III, der
den Übergang zwischen den beiden Bereichen I und II
darstellt.
Im Bereich I ist eine konzentrische Anordnung der Rohre
verwirklicht, wobei ein isoliertes Innenrohr 32 durch
Abstandshalter 34 (siehe Fig. 9) konzentrisch in dem nicht
isolierten Außenrohr 30 gehalten wird. In dem ringförmigen
Querschnitt zwischen dem Innenrohr 32 und Außenrohr 20 strömt
das zu erwärmende Wärmeübertragungsmedium in Pfeilrichtung A
von außen nach innen und wird durch Wärmetausch mit dem
geothermisch nutzbaren Bereich 16 erhitzt. Anschließend
strömt das Wärmeübertragungsmedium in Pfeilrichtung B im
isolierten, kreisringförmigen Innenrohr 32 nach oben und in
das speziell ausgebildete Übergangsstück im Bereich III, das
die beiden konzentrisch zueinander angeordneten Kammern
voneinander trennt, so daß die Zufuhrleitung 46 sowie
Abfuhrleitung 48 gut isoliert voneinander getrennt sind.
Hierzu ist im Bereich II die Rohrleitung 50 mit einer
isolierenden Trennwand 52 in zwei Kammern unterteilt, wie aus
Fig. 8 ersichtlich ist. Zusätzlich ist in der Rohrleitung 50
eine Isolierung 54 eingeschoben, um insbesondere den
Wärmeverlust des Wärmeübertragungsmediums in der
Abfuhrleitung 48 möglichst gering zu halten.
Die in Fig. 8 dargestellte Querschnittsgeometrie bietet sich
an, da die beiden Strömungsräume im Vergleich zu ihrem
Volumen nur eine geringe Kontaktfläche zueinander aufweisen,
durch die der Verlustwärmestrom Q hindurchtreten kann. Da der
Verlustwärmestrom Q neben den durch die Isolierung
vorgegebenen Wärmedurchgangskoeffizient und der
Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmeübertragungsmedium in
den Leitungen 46 und 48 auch durch die Fläche zwischen den
beiden Kammern vorgegeben ist, sind diejenigen Geometrien
vorteilhaft, welche eine möglichst geringe Kontaktfläche
zwischen den Kammern vorsehen.
Bei dem Wärmeübertragungsmedium in der Zufuhrleitung 46
handelt es sich im Regelfall um kaltes Wasser, das bei seinem
Transport in den geothermisch nutzbaren Bereich bereits
Bodenbereiche mit einer geringfügig erhöhten Temperatur
durchläuft. In diesen Bereichen kann das kalte Wasser bereits
einer Vorerwärmung unterworfen sein, wodurch zum einen die
zum Erzeugen von Heißwasser oder Dampf benötigte Wärmemenge
im geothermisch nutzbaren Bereich geringer ist und zum
anderen auch der Wärmeverluststrom Q zwischen der
Abfuhrleitung 48 und der Zufuhrleitung 46 aufgrund der
Verringerung des treibenden Temperaturgefälles vermindert
werden kann. Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform
wird daher in die Rohrleitung 50 nur ein Einsatz aus
Isoliermaterial, z. B. GFK, eingebracht, der halbkreisförmig
gebildet ist und lediglich die Abfuhrleitung 48
wärmeisolierend umschließt.
In der Darstellung in Fig. 10 ist der Strömungsquerschnitt
der Abfuhrleitung 48 etwas geringer als der
Strömungsquerschnitt der Zufuhrleitung, wodurch sich in der
Abfuhrleitung eine etwas höhere Strömungsgeschwindigkeit als
in der Zufuhrleitung einstellt. Auch diesen physikalischen
Effekt kann man sich gezielt zunutze machen, um die
Verweildauer des erhitzten Wärmeübertragungsmediums in der
Abfuhrleitung zu verringern. Allerdings wird durch eine
höhere Strömungsgeschwindigkeit möglicherweise auch der
Verlustwärmestrom Q durch die optimierte konvektive
Wärmeübertragung an die Trennwand erhöht und zudem durch den
mit dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit ansteigenden
Druckverlust die Pumpenleistung erhöht, so daß bei der
gezielten Verringerung des Strömungsquerschnitts der
Abfuhrleitung der erzielbare Nutzen gegen den erhöhten
Aufwand abgewogen werden muß.
Fig. 11 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform einer
Rohrleitung 50, die vier Strömungskammern aufweist, nämlich
die Zufuhrleitung 46, Abfuhrleitung 48 sowie zwei
Injektionsleitungen 56. Selbstverständlich kann auch nur eine
oder können auch mehrere Injektionsleitungen 56 vorgesehen
sein. Die Zufuhrleitung sowie Abfuhrleitung sind jeweils mit
einer wärmeisolierenden Auskleidung versehen, wobei
selbstverständlich auch entsprechend dem in Fig. 10
diskutierten Ausführungsbeispiel eine wärmeisolierende
Auskleidung nur in der Abfuhrleitung 48 vorgesehen sein kann.
Die Injektionsleitungen 56 verlaufen innerhalb der
Rohrleitung 50 bis zum Ende der Rohrleitung, an dem diese in
den in Fig. 7 dargestellten Bereich III mündet, d. h. das
Übergangsstück zwischen dem zweiten Bereich und ersten
Bereich. Dort besitzen die jeweiligen Injektionsleitungen 56
eine oder mehrere Austrittsöffnungen zur Außenseite der
Rohrleitung 50 hin, wodurch durch das Einspeisen eines
geeigneten Injektionsmittels in die Injektionsleitungen 56
das Injektionsmittel entlang der Außenwand der Rohrleitung in
den Grenzbereich zwischen dem geothermisch nutzbaren
Bereich 16 und dem äußeren Wärmetauscherrohr einströmen kann.
Das Umgeben des Wärmetauscherrohrs 30 im geothermisch
nutzbaren Bereich mit einem geeigneten hochsiedenden
Injektionsmittel verbessert den Wärmetransport zwischen dem
Gestein und dem Wärmetauscherrohr.
Da das Injektionsmittel mit der Zeit, insbesondere bei einem
porösen Gestein, in dem umgebenden Bereich eindringt und
somit für den Wärmeübergang nicht mehr zur Verfügung steht,
kann mit Hilfe der Injektionsleitungen 56 durch das gezielte
Einbringen eines Injektionsmittels das äußere
Wärmetauscherrohr 30 bei Bedarf wieder mit einem
hochsiedenden Injektionsmittel umgeben werden.
Die obigen Ausführungsformen dienten jeweils nur dazu, die
verschiedenen Lösungsalternativen zu skizzieren, die jeweils
unter Verwendung einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung
innerhalb des geothermisch nutzbaren Bereiches die Gewinnung
von Erdwärme verbessern helfen. Den jeweiligen
Ausführungsformen liegt jeweils das Grundprinzip zugrunde,
daß eine möglichst große Bohrlänge innerhalb des geothermisch
nutzbaren Bereiches geführt wird, um auch bei hohen
Strömungsgeschwindigkeiten des Wärmeübertragungsmediums
innerhalb eines geschlossenen Kreislaufes eine ausreichende
Wärmeaufnahme sicherzustellen. Darüber hinaus soll im
geothermisch nutzbaren Bereich die Wärmeübertragungsfläche
zum umgebenden Boden möglichst groß gehalten werden, um einen
hohen Wärmestrom zu erzielen, während in dem sonstigen
Bereich verschiedene Lösungsalternativen diskutiert werden,
um den Verlustwärmestrom zwischen dem zugeführten
Wärmeübertragungsmedium und dem abgeführten
Wärmeübertragungsmedium gering zu halten.
Claims (18)
1. Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie
umfassend die Schritte:
- - Vorantreiben einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung;
- - Erfassen der Temperatur im umgebenden Bodenbereich;
- - Steuerung des Bohrverlaufs in Abhängigkeit von der Temperatur im Boden; und
- - in Abhängigkeit vom Wärmestrom Einbringen eines Wärmetauscherrohres in die Bohrung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend den Schritt
des Injizierens eines Wärmeübertragungsmediums in einen
das Wärmetauscherrohr umgebenden Bodenbereich.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, weiter
umfassend den Schritt:
- - Erstellen von primären Abzweigbohrungen im geothermisch nutzbaren Bereich.
4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend den Schritt:
- - Erstellen von sekundären Abzweigbohrungen aus den primären Abzweigbohrungen heraus.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4,
weiter umfassend den Schritt:
- - Erstellen von bogenförmigen Durchgangsbohrungen, die wieder in die abzweigende Bohrung einmünden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Teufe der Bohrung sich vorzugsweise am vorliegenden
Wärmepotential orientiert und dieses durchfährt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Wärmetauscherrohr in einem Abrollbohrgestänge in die
Bohrung eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohrung als Schlaufenbohrung mit unterschiedlichem
Start- und Zielpunkt auf der Erdoberfläche ausgeführt
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohrung als Sackbohrung ausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Wärmetauscherrohr beim Zurückziehen des
Bohrgestänges in die Bohrung eingezogen wird.
11. Vorrichtung für die Nutzung geothermischer Energie in
Sackbohrungen und/oder Schlaufenbohrungen umfassend
einen Wärmetauscherbereich, der sich in einem Wärmeherd
befindet und ausgehend von einer Zuführbohrung jeweils
in Richtung der höchsten Umgebungstemperatur verläuft.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 für die Nutzung
geothermischer Energie in Sackbohrungen, umfassend:
- - eine geschlossene Kreislaufführung von Wärmeübertragungsmedium mit einer ersten Kammer (46) im Wärmetauscherrohr für die Zuleitung von kaltem Wärmeübertragungsmedium und einer zweiten Kammer (48) im Wärmetauscherrohr für die Abfuhr von erwärmtem Wärmeübertragungsmedium;
- - im geothermisch nutzbaren ersten Bereich (16) die erste Kammer konzentrisch um die zweite Kammer angeordnet ist; und
- - im zweiten Bereich über dem sonstigen Verlauf der Bohrung die erste Kammer (46) und die zweite Kammer (48) durch eine wärmeisolierende Trennwand (52) getrennt sind, die in etwa entlang des Durchmessers des Wärmetauscherrohres (50) im Querschnitt verläuft.
13. Vorrichtung für die Nutzung geothermischer Energie in
Sackbohrungen nach Anspruch 12, weiter umfassend ein
Zwischenstück zwischen dem ersten Bereich und dem
zweiten Bereich, das durch die jeweiligen ersten
Kammern (46) und zweiten Kammern (48) den ersten Bereich
und zweiten Bereich miteinander verbindet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11 für die Nutzung
geothermischer Energie in Schlaufenbohrungen, umfassend:
- - ein Bündel von Rohren, die von Wärmeübertragungsmedium durchströmbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, weiter
umfassend:
- - mindestens eine Injektionsleitung (56) innerhalb des Wärmetauscherrohres (50), die eine oder mehrere Öffnungen nach außen aufweist, um einen Stoff in den das Wärmetauscherrohr umgebenden Bodenbereich abzugeben.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11 für die Nutzung
geothermischer Energie in Schlaufenbohrungen, umfassend:
- - ein Zuführrohr, das in den Wärmeherd hineinreicht;
- - eine unverrohrte Bohrung im Wärmeherd, die sich an das Zuführrohr anschließt; und
- - ein isoliertes Vorlaufrohr, das sich an das zum Zuführrohr entgegengesetzte Ende der unverrohrten Bohrung anschließt und zu der Erdoberfläche führt.
17. Erdwärmesonde zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Einrichtung zur
kontinuierlichen Erfassung von Temperaturverläufen in
bestimmten Abschnitten oder im gesamten Verlauf einer
Erdwärmesonde, umfassend ein Glasfasermeßkabel mit
Schutzumhüllung.
18. Erdwärmesonde nach Anspruch 17, weiter umfassend eine
Einrichtung zur Wartung, zur Freispülung und zur
Erzwingung von Konvention an und um eine Erdwärmesonde
mit einem vollständig oder abschnittsweise perforierten
Rohr, das neben der Erdwärmesonde angeordnet ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19919555A DE19919555C1 (de) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie sowie Wärmetauscher hierfür |
EP00109052A EP1048820A3 (de) | 1999-04-29 | 2000-04-28 | Verfahren zur Erschliessung geothermischer Energie sowie Wärmetauscher hierfür |
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---|---|---|---|
DE19919555A DE19919555C1 (de) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie sowie Wärmetauscher hierfür |
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DE19919555A Expired - Fee Related DE19919555C1 (de) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | Verfahren zur Erschließung geothermischer Energie sowie Wärmetauscher hierfür |
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Country | Link |
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EP (1) | EP1048820A3 (de) |
DE (1) | DE19919555C1 (de) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002004809A1 (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Nelson Rawlins | Geothermal power generating system |
WO2002077541A1 (de) | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Tracto-Technik Gmbh | Verwendung von bohrungen im erdreich oder im gebirge für die wärmenutzung und sonde zur verwendung in den bohrungen |
DE10116363B4 (de) * | 2001-04-02 | 2006-03-16 | Tracto-Technik Gmbh | Bohrkopf einer Bohreinrichtung, insbesondere Spülbohrkopf einer Flachbohreinrichtung |
EP1808570A1 (de) * | 2006-01-13 | 2007-07-18 | SOILMEC S.p.A. | Bodenbohrungssystem zur Förderung der Flüssigkeitszirkulation in einer Anlage zur Nutzung geothermaler Energie |
DE102006053815A1 (de) * | 2006-11-26 | 2008-05-29 | Schemm, Jochen | Anordnung von Erdwärmeleitungen zur Erschließung geothermischer Energie |
DE102007003066A1 (de) * | 2007-01-20 | 2008-07-24 | Sasse, Heiko, Dipl.-Ing. | Anlage zur Erschließung und Nutzung thermischer Energie aus wärmeführenden Erdformationen |
DE102007018979B3 (de) * | 2007-04-21 | 2008-08-28 | Müller, Hans-Werner | Abstandhalter zur achsparallelen Fixierung mehrerer Rohrstränge |
DE102007013089A1 (de) | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Dede, Christian, Dr. | Anordnung zur Gewinnung von oberflächennaher Erdwärme |
EP1995457A1 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-26 | Nikolai Kudrin | Verfahren zur Nutzung von geothermisch Energie |
DE102007048561A1 (de) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Hermann Josef Wilhelm | Erdwärmesonde zur Gewinnung geothermischer Energie |
DE102007054472A1 (de) | 2007-11-13 | 2009-05-20 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Geothermiesystem |
DE102007058626A1 (de) | 2007-12-05 | 2009-06-10 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Anlage zum Gewinnen von Erdwärme |
EP2206993A1 (de) | 2009-01-13 | 2010-07-14 | Trevi S.p.A. | Vertikaler Erdwärmetauscher und Installationsverfahren |
DE102010006141A1 (de) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Piasentin, Angelo, 81245 | DDS für die tiefe Erdwärme |
EP1596139B1 (de) * | 2003-04-15 | 2013-09-11 | Tai-Her Yang | System zur Wärmeabgabe durch Naturumlauf |
EP2313708A4 (de) * | 2008-06-13 | 2014-04-09 | Michael J Parrella | System und verfahren zur gewinnung von erdwärme aus einem bohrloch zur erzeugung von elektrizität |
WO2015159188A3 (en) * | 2014-04-14 | 2015-12-30 | Ozols Ojars | A method of borehole arrangement for extraction of geothermal energy |
US20230114197A1 (en) * | 2021-10-13 | 2023-04-13 | William James Hughes | Optimized CO2 Sequestration and Enhanced Geothermal System |
CN116378639A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-04 | 山东省煤田地质局第三勘探队 | 一种浅层地热数据采集设备 |
DE102023107488B3 (de) | 2023-03-24 | 2024-08-08 | Separatus AG | Erdwärmesondensystem |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1409870A4 (de) * | 2001-07-25 | 2004-10-20 | Albert H Halff | Erzeugung geothermischer energie |
DE102004004316A1 (de) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Max Streicher Gmbh & Co. Kg Aa | Verfahren zum Herstellen von Tiefbohrungen in geologischen Strukturen |
FR2884905B1 (fr) * | 2005-04-21 | 2007-07-20 | Hades Soc Par Actions Simplifi | Sonde de captage de l'energie thermique du sol pour pompe a chaleur |
KR100824419B1 (ko) * | 2007-02-08 | 2008-04-22 | 홍성술 | 지열 및 지하수공의 내부케이싱 설치구조 |
GB2450754B8 (en) | 2007-07-06 | 2013-02-06 | Greenfield Energy Ltd | Geothermal energy system and method of operation |
GB2450755B (en) | 2007-07-06 | 2012-02-29 | Greenfield Energy Ltd | Geothermal energy system and method of operation |
GB2461029B (en) | 2008-06-16 | 2011-10-26 | Greenfield Energy Ltd | Thermal energy system and method of operation |
JP5224609B2 (ja) * | 2010-01-06 | 2013-07-03 | 典政 佐々木 | 地熱利用装置 |
GB2488797A (en) | 2011-03-08 | 2012-09-12 | Greenfield Master Ipco Ltd | Thermal Energy System and Method of Operation |
CN109798091A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-05-24 | 中国石油大学(北京) | 闭式循环井及干热岩的开发方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2401667A1 (de) * | 1974-01-15 | 1975-07-17 | Friedrich Hensberg | Verfahren und technische einrichtungen zum zwecke der wirtschaftlichen nutzbarmachung von erdwaerme zu heizzwecken und zur stromerzeugung |
DE2410583A1 (de) * | 1974-03-06 | 1975-09-11 | Kurt Dr Rudolph | Verfahren zur ausnutzung der waerme in der tiefe |
DE3627680A1 (de) * | 1986-08-14 | 1988-02-18 | Franz Johann Stellet | Verfahren zur gewinnung von erdwaerme |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4008608A (en) * | 1974-10-10 | 1977-02-22 | Continental Oil Company | Method of predicting geothermal gradients in wells |
CA2158637A1 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-29 | John North | Improvements in or relating to drilling and the extraction of fluids |
GB2333793B (en) * | 1996-10-11 | 2001-05-30 | Baker Hughes Inc | Apparatus and method for drilling boreholes |
AU8164898A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Baker Hughes Incorporated | Drilling system with sensors for determining properties of drilling fluid downhole |
-
1999
- 1999-04-29 DE DE19919555A patent/DE19919555C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-28 EP EP00109052A patent/EP1048820A3/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2401667A1 (de) * | 1974-01-15 | 1975-07-17 | Friedrich Hensberg | Verfahren und technische einrichtungen zum zwecke der wirtschaftlichen nutzbarmachung von erdwaerme zu heizzwecken und zur stromerzeugung |
DE2410583A1 (de) * | 1974-03-06 | 1975-09-11 | Kurt Dr Rudolph | Verfahren zur ausnutzung der waerme in der tiefe |
DE3627680A1 (de) * | 1986-08-14 | 1988-02-18 | Franz Johann Stellet | Verfahren zur gewinnung von erdwaerme |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002004809A1 (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Nelson Rawlins | Geothermal power generating system |
WO2002077541A1 (de) | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Tracto-Technik Gmbh | Verwendung von bohrungen im erdreich oder im gebirge für die wärmenutzung und sonde zur verwendung in den bohrungen |
DE10114448C2 (de) * | 2001-03-23 | 2003-06-26 | Tracto Technik | Verwendung von Bohrungen im Erdreich oder im Gebirge für die Wärmenutzung und Sonde zur Verwendung in den Bohrungen |
DE10116363B4 (de) * | 2001-04-02 | 2006-03-16 | Tracto-Technik Gmbh | Bohrkopf einer Bohreinrichtung, insbesondere Spülbohrkopf einer Flachbohreinrichtung |
EP1596139B1 (de) * | 2003-04-15 | 2013-09-11 | Tai-Her Yang | System zur Wärmeabgabe durch Naturumlauf |
EP1808570A1 (de) * | 2006-01-13 | 2007-07-18 | SOILMEC S.p.A. | Bodenbohrungssystem zur Förderung der Flüssigkeitszirkulation in einer Anlage zur Nutzung geothermaler Energie |
DE102006053815A1 (de) * | 2006-11-26 | 2008-05-29 | Schemm, Jochen | Anordnung von Erdwärmeleitungen zur Erschließung geothermischer Energie |
DE102007003066A1 (de) * | 2007-01-20 | 2008-07-24 | Sasse, Heiko, Dipl.-Ing. | Anlage zur Erschließung und Nutzung thermischer Energie aus wärmeführenden Erdformationen |
DE102007013089A1 (de) | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Dede, Christian, Dr. | Anordnung zur Gewinnung von oberflächennaher Erdwärme |
DE102007018979B3 (de) * | 2007-04-21 | 2008-08-28 | Müller, Hans-Werner | Abstandhalter zur achsparallelen Fixierung mehrerer Rohrstränge |
EP1983151A2 (de) | 2007-04-21 | 2008-10-22 | Hans-Werner Müller | Abstandhalter zur achsparallelen Fixierung mehrerer Rohrstränge |
EP1995457A1 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-26 | Nikolai Kudrin | Verfahren zur Nutzung von geothermisch Energie |
DE102007048561A1 (de) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Hermann Josef Wilhelm | Erdwärmesonde zur Gewinnung geothermischer Energie |
DE102007054472A1 (de) | 2007-11-13 | 2009-05-20 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Geothermiesystem |
DE102007054472B4 (de) * | 2007-11-13 | 2010-04-15 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Geothermiesystem |
DE102007058626A1 (de) | 2007-12-05 | 2009-06-10 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Anlage zum Gewinnen von Erdwärme |
EP2313708A4 (de) * | 2008-06-13 | 2014-04-09 | Michael J Parrella | System und verfahren zur gewinnung von erdwärme aus einem bohrloch zur erzeugung von elektrizität |
EP2206993A1 (de) | 2009-01-13 | 2010-07-14 | Trevi S.p.A. | Vertikaler Erdwärmetauscher und Installationsverfahren |
DE102010006141A1 (de) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Piasentin, Angelo, 81245 | DDS für die tiefe Erdwärme |
WO2011092335A3 (de) * | 2010-01-29 | 2011-12-22 | Angelo Piasentin | SYSTEM UND VERFAHREN ZUM ERSCHLIEßEN VON GEOTHERMISCHER ENERGIE AUS ZWEI ODER MEHR RESERVOIREN |
WO2015159188A3 (en) * | 2014-04-14 | 2015-12-30 | Ozols Ojars | A method of borehole arrangement for extraction of geothermal energy |
US20230114197A1 (en) * | 2021-10-13 | 2023-04-13 | William James Hughes | Optimized CO2 Sequestration and Enhanced Geothermal System |
US11732929B2 (en) * | 2021-10-13 | 2023-08-22 | William James Hughes | Optimized CO2 sequestration and enhanced geothermal system |
DE102023107488B3 (de) | 2023-03-24 | 2024-08-08 | Separatus AG | Erdwärmesondensystem |
CN116378639A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-04 | 山东省煤田地质局第三勘探队 | 一种浅层地热数据采集设备 |
CN116378639B (zh) * | 2023-04-19 | 2024-03-19 | 山东省煤田地质局第三勘探队 | 一种浅层地热数据采集设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1048820A3 (de) | 2002-07-24 |
EP1048820A2 (de) | 2000-11-02 |
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