JP2023519889A - 地熱システム用坑口コンテナ - Google Patents

Abstract

地熱システム用の坑口コンテナは、地面の内部の窪みの底部に係合するように構成されたベースを含む。窪みは、窪みの底部から地面の表面まで垂直に延び、ベースは少なくとも１つの第１開口部を含み、少なくとも１つの第１開口部はドリルストリングを受け入れるように構成される。坑口コンテナは、掘削機によって坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成された頂部を含む。頂部は第２開口部を含み、各第２開口部はドリルストリングを受け入れるように構成されている。坑口コンテナは、ベースと頂部との間の垂直な軸に沿って延びる側壁を含む。側壁は、頂部の上面を地面の表面と実質的に同一の面に配置するように構成され、側壁は荷重の少なくとも一部をベースに伝達するように構成される。【選択図】図２

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、「Ｄｅｓｉｇｎ， Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ Ｈｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ Ｍａｄｅ ｏｆ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｎｏｎ－Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｓｏｎｄｅｓ Ｃｌｏｓｅｌｙ Ｓｐａｃｅｄ ａｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ」と題され、２０２０年３月２７日に出願された米国仮出願第６３／０００，６１０号の優先権及び利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

［技術分野］
本開示は、一般に、地熱システム用の坑口コンテナに関する。

このセクションは、以下に説明する本開示の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介することを意図している。この論考は、読者に背景情報を提供して、本開示の様々な態様のより良い理解を促進するのに役立つと考えられる。したがって、これらの記述は、先行技術の承認としてではなく、この観点から読まれるべきであることが理解されるべきである。

ヒートポンプシステムは、建物内部の温度を制御するために使用され得る。例えば、建物内部の空気の温度を上げるために、ヒートポンプシステムは伝熱流体から空気に熱を伝達し、それによって空気を加熱することができる。さらに、建物内部の空気の温度を下げるために、ヒートポンプシステムは空気から伝熱流体に熱を伝達し、それによって空気を冷却することができる。特定のヒートポンプシステム（例えば、グランドソースヒートポンプシステム、地熱ヒートポンプシステムなど）では、地熱システムが伝熱流体と地面との間の熱伝達を促進することができる。地熱システムは、地面の中に配置された１つ以上の地熱熱交換器を含む。地面の温度が比較的一定であるため、地熱熱交換器（複数可）は、伝熱流体が地面よりも暖かい場合の動作中（例えば、建物の冷却中）に、伝熱流体から地面への熱伝達を促進し、地熱熱交換器は、伝熱流体が地面よりも低温である場合の動作中（例えば、建物の加温中）に、地面から伝熱流体への熱伝達を促進する。

大規模な建物の場合、地熱システムに多数の地熱熱交換器が含まれる場合がある。各地熱熱交換器は、それぞれの垂直坑井内に配置することができ、垂直坑井は、地熱熱交換器間の熱干渉を実質的に低減または排除するのに十分な距離だけ互いに隔てることができる。結果として、伝熱流体と地面との間の伝熱を促進するために、地熱熱交換器の広大な場が使用され得る。残念ながら、比較的密集した都市部では、地熱熱交換器の大規模な場に利用できる十分な土地がない場合がある。

本概要は、下段の発明を実施するための形態にさらに記述されている一連の概念を紹介するために提供されている。本概要は、特許請求されている主題の主要なまたは重要な特徴を識別することが意図されておらず、特許請求されている主題の範囲を限定する上での一助として用いられることも意図されていない。

特定の実施形態では、地熱システム用の坑口コンテナは、地面の内部の窪みの底部に係合するように構成されたベースを含む。窪みは、窪みの底部から地面の表面まで垂直に延び、ベースは少なくとも１つの第１開口部を含み、少なくとも１つの第１開口部はドリルストリングを受け入れるように構成される。坑口コンテナは、掘削機によって坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成された頂部も含む。頂部は第２開口部を含み、各々の第２開口部はドリルストリングを受け入れるように構成されている。さらに、坑口コンテナは、ベースと頂部との間の垂直な軸に沿って延びる側壁を含む。側壁は、頂部の上面を地面の表面と実質的に同一の面に配置するように構成され、側壁は荷重の少なくとも一部をベースに伝達するように構成される。

本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、よりよく理解されるであろう。図面全体で同様の文字は同様の部分を表す。

建物内部の温度を制御するために使用できるヒートポンプシステムの実施形態の概略図である。

図１のヒートポンプシステムの地熱システムを形成するために使用することができる坑口コンテナの実施形態の側面図である。

図２の坑口コンテナの斜視図である。

図２の坑口コンテナの一部の斜視図であり、格子が取り外された状態である。

図２の坑口コンテナの斜視図であり、坑口コンテナの頂部が取り外されている。

地熱システムを形成する方法の実施形態の流れ図である。

本開示の特定の実施形態を以下に記載する。これらの実施形態の簡潔な説明を提示するために、実際の実装のすべての機能が本明細書に記載されていない場合がある。そのようないずれかの実際の実装の開発では、いずれかのエンジニアリングまたは設計プロジェクトと同様に、実装ごとに異なる場合があるシステム関連及びビジネス関連の制約への準拠など、開発者の特定の目標を達成するために、多数の実装固有の決定を行う必要があることを理解する必要がある。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては、設計、製作、及び製造の日常業務であることを理解されたい。

様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」及び「前記（ｓａｉｄ）」は、要素の１つまたは複数が存在するという意味を意図する。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する」という用語は、包括的であることが意図され、列挙される要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。

上記のように、大規模な建物の場合、地熱システムは多数の地熱熱交換器が含まれる場合がある。各地熱熱交換器は、それぞれの垂直坑井内に配置することがあり、垂直坑井は、地熱熱交換器間の熱干渉を実質的に低減または排除するのに十分な距離だけ互いに隔てることがある。結果として、伝熱流体と地面との間の伝熱を促進するために、地熱熱交換器の広大な場が使用され得る。場の大きさが大きいため、比較的密度の高い都市部では、地熱システムを収容するのに十分な土地が利用できない場合がある。

特定の実施形態では、地熱システムは、地面の表面に近接した比較的小さな領域から地中に延びる複数の地熱熱交換器を含む。例えば、傾斜及び／または偏向した坑井が掘削／形成され得、それにおいて坑井の起点が互いに近接している。地熱熱交換器は、次いで各坑井に配置／挿入され得る。傾斜／偏向した坑井であるために、深さが増すにつれて地熱熱交換器が互いに離れていく。したがって、地熱熱交換器間の熱干渉は、深さが増すにつれて実質的に減少または排除され得、それによって、地熱熱交換器内の伝熱流体と地面との間で効果的に熱を伝達する地熱システムを確立する。さらに、坑井の起点が互いに近接しているため、地熱システムによって利用される表面積は（例えば、地熱熱交換器が垂直坑井内に配置された地熱システムと比較して）大幅に減少する。

さらに、特定の実施形態では、各坑井（例えば、傾斜した坑井、偏向した坑井など）の起点は、地熱システムの坑口コンテナに配置される。坑口コンテナは、地面の内部の窪みの底部に係合するように構成されたベースを含み、窪みは、窪みの底部から地表まで垂直に延びる。さらに、ベースは、１つまたは複数の第１開口部を含み、各第１開口部はドリルストリングを受け入れるように構成される。坑口コンテナは、掘削機によって坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成された頂部も含む。以下で詳細に論じるように、ドリルストリングは掘削機によって支えられる。頂部は一組の第２開口部を含み、各第２開口部はドリルストリングを受け入れるように構成されている。さらに、坑口コンテナは、ベースと頂部との間の垂直な軸に沿って延びる側壁を含む。側壁は、頂部の上面を地面と実質的に同一の面に配置するように構成され、側壁は荷重の少なくとも一部をベースに伝達するように構成される。坑口コンテナは、坑井の起点で／付近の地面の構造を増強し、それによって坑井の形成／地熱熱交換器の設置のプロセスを促進することができる。特定の実施形態では、側壁は、坑口コンテナから地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。例えば、坑井の形成プロセスの間に各坑井に注入された掘削流体は、坑口コンテナ内に集められ、貯蔵コンテナ（例えば、トラックのタンク）に移送され（例えば、ポンプを介して連続的に移送され）、それによって地面の中／上での掘削流体の収集を実質的に削減または排除させ得る。

図１は、建物１２の内部の温度を制御するために使用され得るヒートポンプシステム１０の実施形態の概略図である。図示の実施形態では、ヒートポンプシステム１０は、ヒートポンプ１４及び地熱システム１６を含む。ヒートポンプ１４は、建物１２の内部の温度を制御するように構成され、地熱システム１６は、ヒートポンプ１４に伝熱流体を供給し、ヒートポンプ１４から伝熱流体を受け入れるように構成される。例えば、建物１２の内部の空気の温度を上げるために、ヒートポンプ１４は伝熱流体から空気に熱を伝達し、それによって空気を加熱することができる。伝熱流体から空気への熱伝達は、伝熱流体の温度を低下させる。低温の伝熱流体は、入口導管１８を介して地熱システム１６に流入し、地熱システム１６は伝熱流体の温度を上昇させる。次いで、より暖かい伝熱流体は、出口導管２０を介してヒートポンプ１４に逆流する。さらに、建物１２の内部の空気の温度を下げるために、空気からヒートポンプ１４は伝熱流体へと熱を伝達し、それによって空気を冷却することができる。空気から伝熱流体への熱伝達は、伝熱流体の温度を上昇させる。より暖かい伝熱流体は、入口導管１８を介して地熱システム１６に流入し、地熱システム１６は伝熱流体の温度を低下させる。次いで、より冷たい伝熱流体は、出口導管２０を介してヒートポンプ１４に逆流する。

地熱システム１６内で、熱は地面２２と伝熱流体との間で伝達される。図示の実施形態では、地熱システム１６は、複数の地熱熱交換器２４を含み、各地熱熱交換器は、地面２２の中でそれぞれの坑井／掘削孔の内部に配置される。各地熱熱交換器は、入口導管１８から伝熱流体を受け入れ、伝熱流体と地面２２との間の熱伝達を促進し、伝熱流体が出口導管２０に流れることを可能にするように構成される。例えば、ヒートポンプ１４が建物１２の内部の空気を冷却している間、各地熱熱交換器２４は、より暖かい伝熱流体から地面２２への熱の伝達を促進することができる。さらに、ヒートポンプ１４が建物１２の内部の空気を加熱している間、各地熱熱交換器２４は、地面２２からより冷たい伝熱流体への熱の伝達を促進することができる。地熱システム１６は、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切なタイプの伝熱流体を利用することができる。さらに、ヒートポンプシステム１０は、図示の実施形態では単一の入口導管１８及び単一の出口導管２０を含むが、他の実施形態では、ヒートポンプシステムは追加の入口導管（複数可）（例えば、１、２、３、４、またはそれ以上の追加の入口導管）及び／または追加の出口導管（複数可）（例えば、１、２、３、４、またはそれ以上の追加の出口導管）を含み得、各入口／出口導管は、それぞれの地熱熱交換器またはそれぞれの地熱熱交換器のグループに流体結合される。例えば、ヒートポンプシステムは、地熱システムの地熱熱交換器ごとに入口導管及び出口導管を含むことができる。

さらに、各地熱熱交換器は、任意の適切な構成を有することができる。例えば、特定の実施形態では、少なくとも１つの地熱熱交換器は、単一のＵ字管を含むことができ、伝熱流体は、ヒートポンプから単一のＵ字管の第１の通路に、第１の通路の長さ（例えば、それぞれの坑井の長さのかなりの部分に沿って延びる）に沿い、Ｕ字形の屈曲部を通り、単一のＵ字管の第２の通路の長さに沿って、その後ヒートポンプに戻るように流れる。さらに、特定の実施形態では、少なくとも１つの地熱熱交換器は複数のＵ字管を含むことができ、各Ｕ字管は坑井の内部の任意の適切な位置に配置され、坑井の内部の任意の適切な角度に向けられる。そのような実施形態では、伝熱流体は、単一のＵ字管に関して上で開示された経路に沿って各Ｕ字管を通って流れることができる。さらに、特定の実施形態では、少なくとも１つの地熱熱交換器は、１つまたは複数の同軸管を含むことができ、各同軸管は内側流路及び外側流路を有する。そのような実施形態では、伝熱流体は、ヒートポンプから内側流路に流れ込み、内側流路の長さに沿って（例えば、それぞれの坑井の長さのかなりの部分に沿って延びる）、同軸管の端部を通って、外側流路の長さに沿って、次いでヒートポンプに戻るように流れることができる。あるいは、伝熱流体は、ヒートポンプから外側流路に流れ込み、外側流路の長さに沿って（例えば、それぞれの坑井の長さのかなりの部分に沿って延びる）、同軸管の端部を通って、内側流路の長さに沿って、次いでヒートポンプに戻るように流れることができる。前述のように、伝熱流体が各地熱熱交換器を通って流れると、地面と伝熱流体の間で熱が伝達される。

以下で詳細に説明するように、各坑井は掘削機によって形成することができる。掘削機は、遠位（例えば、下）端にドリルビットを有するドリルストリングを含むことができる。掘削機は、ドリルビットを地面２２に押し込みながら、ドリルストリングを駆動して回転させ、それによって坑井を形成することができる。掘削プロセスの間、掘削流体（例えば、泥）が坑井内に注入されることがある。掘削流体は、とりわけ、ドリルビットを冷却し、掘削プロセスのために潤滑にし、切削物を地表に運搬するなどの機能を果たすように構成されている。掘削機には、ドリルストリングを支えるマストが含まれている。特定の実施形態では、マストは、地面２２の表面２６に対して様々な角度で方向付けられてもよく、それによって掘削機が地表２６に対して様々な角度で坑井を形成することを可能にする。各坑井が形成された後、地熱熱交換器２４は坑井内に配置し得、セメントを坑井内に注入して地熱熱交換器２４を坑井内の目標位置に固定することができる。

図示の実施形態では、地熱システム１６は、掘削機の少なくとも一部を支えるように構成された坑口コンテナ２８を含み、特定の実施形態では、坑口コンテナから地面２２への流体（例えば、掘削流体、水など）の流れを実質的に阻止するように構成されている。特定の実施形態では、坑口コンテナ２８は、地面２２内の窪みの底部に係合するように構成されたベースを含む。例えば、坑井を形成する前に、窪みを掘り得、坑口コンテナ２８を窪みの内部に配置することができる。以下で詳細に議論されるように、窪みは、窪みの底部から地面２２の表面２６まで垂直に延在する。さらに、ベースは、１つまたは複数の第１開口部を含み、各第１開口部はドリルストリングを受け入れるように構成される。例えば、特定の実施形態では、ベースは複数の第１開口部を含み、各第１開口部は、ドリルストリングがそれぞれの坑井を形成できるように、それぞれの目標掘削位置に配置される。したがって、ベース内部の第１開口部は、坑井掘削位置のテンプレートとして機能する。

坑口コンテナ２８はまた、掘削機によって坑口コンテナ２８に加えられる荷重（例えば、概ね垂直な荷重など）を支えるように構成された頂部を含む。頂部は一組の第２開口部を含み、各第２開口部はドリルストリングを受け入れるように構成されている。さらに、第２開口部及び１つまたは複数の第１開口部は、ドリルストリングが、各目標掘削位置に対してそれぞれの目標角度で地面２２と係合できるように配置される。したがって、各坑井は、目標掘削位置に形成され、目標角度に向けられ、それによって地熱システム１６の地熱熱交換器２４を配置及び方向付けして、伝熱流体と地面２２との間の効果的な熱伝達を促進することができる。

さらに、坑口コンテナ２８は、ベースと頂部との間の垂直な軸に沿って延びる側壁を含む。側壁は、図示のように、坑口コンテナ２８の頂部の上面を地面２２の表面２６と実質的に同一の面に配置するように構成されている。さらに、側壁は、掘削機によって加えられる荷重の少なくとも一部をベースに伝達するように構成される。したがって、掘削機が坑口コンテナ２８の頂部に係合している間、掘削機によって加えられた荷重は、掘削コンテナの頂部から側壁を介して底部に伝達され、荷重はベースから窪みの底部に伝達される。その結果、坑口コンテナ２８は、掘削機の荷重（例えば、重量）の少なくとも一部を支える。さらに、特定の実施形態では、側壁は、坑口コンテナから地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。例えば、坑井の形成プロセス中に各坑井に注入された掘削流体は、坑口コンテナ内に集められ、貯蔵コンテナ（例えば、トラックのタンク）に移送され（例えば、ポンプを介して連続的に移送され）、それによって地面の中／上での掘削流体の収集を実質的に削減または排除し得る。さらに、第２開口部及び１つまたは複数の第１開口部は、地熱熱交換器を、坑口コンテナ２８を通してそれぞれの坑井に挿入するのを促進するように配置される。

例として、地熱システム１６を形成するプロセスは、地面２２内の窪みを掘削し、坑口コンテナ２８を窪みの内部に配置することを含むことができる。特定の実施形態では、坑口コンテナ２８が窪みの内部に配置される前に、１つ以上のプレートが窪みの底部に配置され得る。したがって、坑口コンテナのベースはプレート（複数可）と係合することができ、それによって坑口コンテナの荷重（例えば、重量）、掘削機の荷重、及び坑口コンテナ内の任意の流体／切削物の荷重を、窪みの底部のより広い領域にわたって分配するようにし得る。坑口コンテナ２８が窪みの内部に配置されると、材料（例えば、コンクリート、セメント、岩石、窪みから掘られた材料など）を坑口コンテナの周りに詰めて、地面２２に対する坑口コンテナの移動を実質的に阻止することができる。次いで、掘削機を坑口コンテナ２８の頂部と係合させることができ、ドリルストリングを頂部内部の開口部及びベース内部の開口部を通して移動させ得、ドリルビットが地面２２と係合するようにする。次いで、掘削機は、第１の坑井を形成することができる。次いで、それぞれの地熱熱交換器を、坑口コンテナ２８の頂部内部の開口部及びベース内部の開口部を介して坑井の中に挿入することができ、セメントを坑井の内部に注入して、地熱熱交換器２４を、坑井内部の目標位置に固定することができる。坑井を形成し、坑井内部に地熱熱交換器を配置し、坑井にセメントを注入するプロセスは、地熱熱交換器ごとに繰り返すことができる。坑口コンテナは、坑井の起点で／付近の地面の構造を増強し、それによって坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスを促進することができる。特定の実施形態では、坑口コンテナは、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの後に窪みから取り外されてもよい。しかし、他の実施形態では、坑口コンテナは、窪みの内部に留まり、地熱システム／ヒートポンプシステムの１つまたは複数の構成要素（例えば、マニホルド（複数可）、ポンプ（複数可）、ライン（複数可）など）を収容することができる。

図示の実施形態では、それぞれの坑井／地熱熱交換器２４は、地面２２の表面２６に対して垂直に延びる線に対して角度を成している。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つの坑井／地熱熱交換器は、地面表面２６に対して直交して延びる線に対して実質的に平行であってもよい。さらに、特定の実施形態では、少なくとも１つの坑井／地熱熱交換器は、坑口コンテナ２８から地面２２への偏向した経路に沿って延びることができる。例えば、偏向した経路は、地面表面２６に対して垂直に延びる線に対して実質的に平行に延びる第１のセクションと、地面表面２６に対して垂直に延びる線に対して角度をつけて延びる第２のセクションとを含み得る。

図２は、図１のヒートポンプシステムの地熱システム１６を形成するために使用できる坑口コンテナ２８の実施形態の側面図である。図示の実施形態では、坑口コンテナ２８は、窪み３４の底部３２と係合するベース３０を含む。図示のように、窪み３４は、窪み３４の底部３２から地面２２の表面２６まで垂直に延在する。以下で詳細に論じるように、ベース３０は、１つまたは複数の第１開口部を含み、各第１開口部は、ドリルストリング３６を受け入れるように構成される。ベース３０が複数の第１開口部を含む実施形態では、各第１開口部は、ドリルストリング３６がそれぞれの坑井３８を形成することを可能にするために、それぞれの目標掘削位置に配置されてもよい。したがって、ベース３０内部の開口部は、坑井掘削位置のテンプレートとして機能し得る。

坑口コンテナ２８はまた、掘削機４２によって坑口コンテナ２８に加えられる荷重（例えば、概ね垂直な荷重など）を支えるように構成された頂部４０を含む。頂部４０は一組の第２開口部を含み、各第２開口部はドリルストリング３６を受け入れるように構成されている。さらに、第２開口部及び１つまたは複数の第１開口部は、ドリルストリング３６が、各目標掘削位置に対してそれぞれの目標角度で地面２２と係合できるように配置される。したがって、各坑井３８は、目標掘削位置に形成され、目標角度に向けられ、それによって地熱システム１６の地熱熱交換器を配置及び方向付けして、伝熱流体と地面２２との間の効果的な熱伝達を促進することができる。

特定の実施形態（例えば、ベースが複数の第１開口部を含む実施形態）では、各第１開口部（例えば、ベース内部の開口部）は、対応する第２開口部（例えば、頂部内部の開口部）に関連付けられる。関連付けられる開口部を通る線にドリルストリングを整列させることにより、ドリルストリングを実質的に目標角度に向けることができる。例えば、各第１開口部は名称（例えば、数字、文字など）によって識別され、関連付けられる第２開口部は、対応する名称（例えば、同じ数字、同じ文字など）によって識別され得る。第１開口部ごとに、操作者または自動化されたシステムが、名称に基づいて、関連付けられる第２開口部を決定することができる。次に、操作者または自動化されたシステムは、関連付けられる開口部を通過する線にドリルストリングを位置合わせし、それによって、目標掘削位置（例えば、それぞれの第１開口部の位置）で目標の方向（例えば、実質的に目標の方向）を有するそれぞれの坑井を形成することができる。したがって、坑口コンテナは坑井の多次元のテンプレートとして機能することができる。開口部の名称は、坑口コンテナに書き込むか、操作者が見ることができる文書に書き込むか、自動化されたシステムのメモリの中に格納するか、またはそれらの組み合わせであり得る。

さらに、以下で詳細に論じるように、坑口コンテナ２８は、ベース３０と頂部４０との間の垂直な軸４６に沿って延びる側壁４４を含む。側壁４４は、図示のように、坑口コンテナ２８の頂部４０の上面４７を地面２２の表面２６と実質的に同一の面に配置するように構成されている。坑口コンテナ頂部４０の上面４７の地面表面２６に対する位置合わせに関して本明細書で使用する場合、「実質的に同一の面」とは、坑口コンテナ頂部の上面と地面表面との間の垂直方向での変動が閾値（例えば、距離、坑口コンテナの垂直の広がりの割合など）に満たないことを指す。例えば、閾値は、坑口コンテナの垂直の広がり（例えば、坑口コンテナの垂直な軸４６に沿った坑口コンテナの広がり）の２５パーセント、２０パーセント、１５パーセント、１０パーセント、７パーセント、５パーセント、２パーセント、１パーセント、０．５パーセント、または０．１パーセントであり得る。

さらに、側壁４４は、掘削機４２によって加えられる荷重の少なくとも一部をベース３０に伝達するように構成される。したがって、掘削機４２が坑口コンテナ２８の頂部４０に係合している間、掘削機４２によって加えられた荷重は、掘削コンテナ２８の頂部４０から側壁４４を介してベース３０に伝達され、荷重はベース３０から窪み３４の底部３２に伝達される。その結果、坑口コンテナ２８は、掘削機４２の荷重（例えば、重量）の少なくとも一部を支える。

掘削機４２が図示の坑井３８を形成するように配置されている間、掘削機４２のトラック４８の一部は、坑口コンテナ２８の縦軸５０に沿って坑口コンテナ２８と重なっている。したがって、掘削機４２によって坑口コンテナに加えられる荷重の一部は、トラック４８によって加えられる。しかし、掘削機４２が他の坑井を形成するように配置されている間、トラック４８は坑口コンテナの一部と重ならない場合がある。図示の実施形態では掘削機はトラックを含むが、他の実施形態では、掘削機はホイールを含むことができる。そのような実施形態では、１つまたは複数のホイールが坑口コンテナと係合し、坑口コンテナに荷重を加えることができる。さらに、図示の実施形態では、掘削機４２は、ドリルストリング３６を支え、ドリルストリング３６を各目標掘削位置／坑井の目標角度に向けるように構成されたマスト５２を含む。少なくともマスト５２が坑口コンテナ２８の垂直な軸４６に対してある角度で配向されている間、マスト５２の底部と坑口コンテナ２８の頂部４０との間にシム５４を配置することができる。シム５４は、マスト４２の垂直の荷重を坑口コンテナ２８の頂部４０のより広い領域に分散させるように構成される。掘削機４２によって坑口コンテナ２８に加えられる荷重の少なくとも一部は、マスト５２によって加えられる。先に論じたように、側壁４４は、掘削機４２によって加えられる荷重の少なくとも一部をベース３０に伝達するように構成される。したがって、掘削機４２が坑口コンテナ２８の頂部４０に係合している間、掘削機４２によって加えられた荷重は、掘削コンテナ２８の頂部４０から側壁４４を介してベース３０に伝達され、荷重はベース３０から窪み３４の底部３２に伝達される。図示の実施形態では、掘削機の荷重（例えば、重量）の一部が坑口コンテナ２８に加えられるが、他の実施形態では、掘削機の荷重（例えば、重量）の全体が坑井コンテナに加えられてもよい。坑井コンテナの構造（例えば、ベース、頂部、及び側壁）は、特に、掘削機から予想される最大荷重を支えるように構成することができる。

さらに、特定の実施形態では、側壁４４は、坑口コンテナ２８から地面２２への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。例えば、掘削プロセスの間、掘削流体（例えば、泥）が坑井３８内に注入されることがある。掘削流体は、坑口コンテナ内に集められ、貯蔵コンテナ（例えば、トラックのタンク）に移送され（例えば、ポンプを介して連続的に移送され）、それによって地面の中／上での掘削流体の収集を、実質的に削減または排除し得る。さらに、第２開口部及び１つまたは複数の第１開口部は、地熱熱交換器を、坑口コンテナ２８を通してそれぞれの坑井に挿入するのを促進するように配置される。

例として、地熱システム１６を形成するために、掘削機４２を坑口コンテナ２８の頂部４０と係合させることができ、ドリルストリング３６を頂部４０内の開口部及びベース３０内の開口部を通して移動させることができ、これにより、ドリルストリング３６のドリルビットが地面２２と係合する。次いで、掘削機４２は、第１の坑井３８を形成することができる。次いで、それぞれの地熱熱交換器を、坑口コンテナ２８の頂部４０内部の開口部及びベース３０内部の開口部を介して坑井３８の中に挿入することができ、セメントを坑井３８の内部に注入して、地熱熱交換器を、坑井内部の目標位置に固定することができる。次いで、掘削機４２は、次の坑井のためにマスト５２の角度及び位置を調整することができ、坑井を形成するプロセス、坑井の内部に地熱熱交換器を配置するプロセス、及び坑井内部にセメントを注入するプロセスを、地熱熱交換器ごとに繰り返すことができる。追加的または代替的に、特定の実施形態では、掘削機は、第１の地熱熱交換器がそれぞれの坑井の内部に配置される前に、坑井の少なくとも一部（例えば、坑井のすべて）を形成することができる。

坑口コンテナは、坑井の起点で／付近の地面の構造を増強し、それによって坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスを促進することができる。さらに、特定の実施形態では、構造的なセメント／コンクリートは、起点（地熱熱交換器の上方など）に近い各坑井に注入して、地面の構造をさらに増強することができる。特定の実施形態において（例えば、各地熱熱交換器がそれぞれの入口／出口導管を介してヒートポンプに流体結合される実施形態において）、坑口コンテナは、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの後に窪みから取り外すことができる。しかし、他の実施形態（例えば、多数の地熱熱交換器が単一の入口導管及び単一の出口導管に流体結合される実施形態において）では、坑口コンテナは、窪みの内部に留まり、地熱システム／ヒートポンプシステムの１つまたは複数の構成要素（例えば、マニホルド（複数可）、ポンプ（複数可）、ライン（複数可）など）を収容することができる。

図３は、図２の坑口コンテナ２８の斜視図である。前述のように、坑口コンテナ２８のベース３０は、地面内部の窪みの底部に係合するように構成されている。さらに、ベース３０は、１つまたは複数の第１開口部を含み、各第１開口部はドリルストリングを受け入れるように構成される。特定の実施形態では、ベースは複数の第１開口部を含み、各第１開口部はそれぞれの目標掘削位置に配置される。さらに、頂部４０は、掘削機によって坑口コンテナ２８に加えられる荷重を支えるように構成される。以下で詳細に論じるように、頂部４０は一組の第２開口部５６を含み、各第２開口部５６はドリルストリングを受け入れるように構成される。さらに、側壁４４は、ベース３０と頂部４０との間（例えば、少なくとも部分的にこれらの間）で、垂直な軸４６に沿って延在する。側壁４４は、頂部４０の上面４７を、地面の表面と実質的に同一の面に配置するように構成され、側壁４４は荷重の少なくとも一部をベース３０に伝達するように構成される。さらに、特定の実施形態では、側壁４４は、坑口コンテナ２８から地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。

図示の実施形態では、頂部４０は、互いに結合された複数の線形構造部材５８から形成され、第２開口部５６は線形構造部材５８の間に形成される。線形構造部材５８は、溶接接続（複数可）、ファスナ接続（複数可）、ピン留め接続（複数可）、接着結合接続（複数可）、他の適切なタイプ（複数可）の接続（複数可）、またはそれらの組み合わせなどの任意の適切なタイプ（複数可）の接続（複数可）によって、互いに結合され得る。さらに、線形構造部材（複数可）は、管（複数可）（例えば、角管（複数可）、丸管（複数可）、多角形の管（複数可）など）、棒（複数可）（例えば、角棒（複数可）、丸棒（複数可）、多角形の棒（複数可）など）、他の適切なタイプ（複数可）の線形構造部材（複数可）、またはそれらの組み合わせを含み得る。線形構造部材５８は、任意の適切な構成で配置することができる。図示の実施形態では、各線形構造部材５８は、坑口コンテナ２８の縦軸５０または横軸６０に沿って延在する。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つの線形構造部材は、縦軸５０及び横軸６０に対してある角度で配置され得る。

図示の実施形態では、坑口コンテナ２８の頂部４０内部の各々の第２開口部５６は、実質的に長方形（例えば、正方形）である。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つの第２開口部は、別の適切な形状（例えば、三角形、六角形など）を有してもよい。さらに、各構造部材は図示の実施形態では線形であるが、他の実施形態では、少なくとも１つの構造部材が別の適切な形状（例えば、多角形、湾曲、円形、楕円形など）を有し得る。そのような実施形態では、構造部材（複数可）によって形成される第２開口部（複数可）は、対応する形状（複数可）を有することができる。さらに、図示の実施形態では坑口コンテナの頂部が構造部材から形成されているが、他の実施形態では、頂部の少なくとも一部は、他の適切な要素（複数可）によって（例えば、単独で、または構造部材（複数可）と組み合わせて）、プレート（複数可）、リブ（複数可）、他の適切な要素（複数可）、またはその組み合わせなどにより形成され得る。そのような実施形態では、第２開口部（複数可）は、それぞれの要素（複数可）によって形成され得る。さらに、頂部４０は図示の実施形態では複数の第２開口部５６を含むが、他の実施形態では、頂部はドリルストリングを受け入れるように構成された単一の開口部を含んでもよい。

図示の実施形態では、各第２開口部５６は、それぞれの格子６２によって覆われるように構成される。格子６２は、物体が坑口コンテナ２８に入るのを実質的に阻止するように構成される。坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの間に、それぞれの第２開口部５６を通るドリルストリング及び地熱熱交換器の通過を促進するために、格子６２を取り外すことができる。それぞれの掘削場所について、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスが完了した後、それぞれの格子６２を交換することができる。図示の実施形態では、格子６２は、構造部材の上面に対して凹んでいる。したがって、構造部材の上面は、頂部４０の上面４７を形成する。その結果、掘削機からの荷重の少なくとも一部が、構造部材に加わる。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つの格子は、少なくとも１つの構造部材の上面と実質的に同一の面であってもよい（例えば、格子の上面が頂部の頂部の上面の一部を形成し、掘削機からの荷重の一部が少なくとも１つの格子に加えられ得るようにし得る）。追加的または代替的に、少なくとも１つの格子の上面は、少なくとも１つの構造部材の上面の上方に配置されてもよい（例えば、格子の上面が頂部の上面の少なくとも一部を形成し、掘削機からの荷重の一部は、少なくとも１つの格子に加えられてもよい）。図示の実施形態では、各第２開口部５６は単一の格子によって選択的に覆われているが、他の実施形態では、少なくとも１つの第２開口部は、（例えば、単独、または単一の格子と組み合わせた）他の適切な構造（複数可）、例えば複数の格子、１つまたは複数のプレート（複数可）、他の適切な構造（複数可）、またはそれらの組み合わせなどによって、選択的に覆われ得る。さらに、特定の実施形態では、少なくとも１つの第２開口部は、地熱システムの形成及び／または動作の最中に選択的に覆われない場合がある。

図示の実施形態では、側壁４４は、坑口コンテナ２８の周囲全体に延在する（例えば、少なくとも坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの間）。さらに、図示の実施形態では、側壁４４は、坑口コンテナから地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。しかし、他の実施形態では、側壁は、坑口コンテナの周囲の一部の周りにのみ延在することができ、及び／または側壁は、１つまたは複数のアパーチャを含むことができる。そのような実施形態では、側壁は、流体が坑口コンテナから地面に流れることを可能にすることができる。図示の実施形態では、側壁４４は、複数の線形構造部材６４を含む。線形構造部材は、管（複数可）（例えば、角管（複数可）、丸管（複数可）、多角形の管（複数可）など）、棒（複数可）（例えば、角棒（複数可）、丸棒（複数可）、多角形の棒（複数可）など）、他の適切なタイプ（複数可）の線形構造部材（複数可）、またはそれらの組み合わせを含み得る。さらに、側壁４４は、線形構造部材６４に結合された複数のパネル６６を含む。側壁４４は、任意の適切な数の線形構造部材６４（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、またはそれ以上）を含むことができる。さらに、側壁４４は、任意の適切な数のパネル６６（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、またはそれ以上）を含むことができる。側壁４４は、図示の実施形態では線形構造部材６４及びパネル６６から形成されるが、他の実施形態では、側壁は他の及び／または追加の構成要素（複数可）（例えば、単独で、または線形構造部材（複数可）及び／またはパネル（複数可）と組み合わせて）、例えば構造プレート（複数可）、傾斜／屈曲した構造部材（複数可）、湾曲した構造部材（複数可）、他の適切な構成要素（複数可）、またはそれらの組み合わせによって形成され得る。

図示の実施形態では、側壁４４は、掘削機からの荷重（例えば、掘削機によって坑口コンテナ２８に加えられる荷重）の全体をベース３０に伝達するように構成される。しかし、他の実施形態では、坑口コンテナは、荷重の一部を掘削機からベースに伝達するように構成された１つまたは複数の追加の要素（例えば、坑口コンテナの内部の中に）を含むことができる。図示の実施形態では、頂部４０は、側壁４４から取り外されるように構成されている（例えば、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの後）。したがって、頂部４０は、側壁４４から頂部４０を取り外すのを促進するように構成された、リフティングアタッチメント６８を含む。図示の実施形態では頂部は４つのリフティングアタッチメント６８を含むが、他の実施形態では、頂部はより多くの、またはより少ない数のリフティングアタッチメント（例えば、０、１、２、３、５、６、またはそれ以上）を含み得る。

さらに、図示の実施形態では、坑口コンテナ２８は、側壁４４と頂部４０との間に配置されたパッド７０を含む。パッド７０は、側壁４４上で頂部４０を支え、掘削機から側壁４４への荷重の伝達を促進するように構成される。図示の実施形態では、各パッドは、頂部４０の線形構造部材５８と側壁４４のそれぞれの線形構造部材６４との間に配置される。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つのパッドが、頂部と側壁との間の別の適切な位置に配置されてもよい。さらに、特定の実施形態では、パッドを省き得る。さらに、特定の実施形態では、頂部は、（例えば、溶接接続（複数可）、接着接続（複数可）、リベット接続（複数可）などによって）側壁に取り外し不能に結合され得る。図示の実施形態では、坑口コンテナ２８は、縦軸５０と横軸６０によって形成される平面内で長方形の形状を有するが、他の実施形態では、坑口コンテナは、縦／横軸平面内で、別の適切な形状を有してもよい（例えば、円形、楕円形、多角形など）。

図４は、図２の坑口コンテナ２８の一部の斜視図であり、それにおいて、格子６２が取り外されている。前述のように、各格子６２は、ドリルストリングと地熱熱交換器がそれぞれの第２開口部５６を通過するのを促すために、頂部４０から選択的に取り外されるように構成されている。図示の実施形態では、各格子６２がそれぞれの第２開口部５６を覆っているが、格子６２は、頂部４０の線形構造部材５８に結合されたリップ７２によって支えられている。リップは、溶接接続（複数可）、ファスナ接続（複数可）、接着接続（複数可）、他の適切なタイプ（複数可）の接続（複数可）、またはそれらの組み合わせなどの任意の適切なタイプ（複数可）の接続（複数可）によって、線形構造部材に結合され得る。さらに、図示の実施形態ではリップが線形構造部材に結合されているが、頂部が他の適切な要素（複数可）によって形成される実施形態では、リップは他の適切な要素（複数可）に結合され得る。さらに、図示の実施形態では各格子がリップによって支えられているが、他の実施形態では、少なくとも１つの格子が、ピン（複数可）、ラッチ（複数可）、他の適切なタイプ（複数可）の構造（複数可）、またはそれらの組み合わせなどの他の適切な構造（複数可）によって（例えば、単独で、またはリップ（複数可）と組み合わせて）支えられ得る。

図５は、図２の坑口コンテナ２８の斜視図であり、坑口コンテナ２８の頂部４０が取り外されている。図示の実施形態では、坑口コンテナ２８のベース３０は一組の第１開口部７４を含み、各第１開口部７４はドリルストリング及びそれぞれの地熱熱交換器を受け入れるように構成される。さらに、各第１開口部７４は、ドリルストリングがそれぞれの坑井を形成できるように、それぞれの目標掘削位置に配置される。したがって、ベース３０内部の第１開口部７４は、坑井掘削位置のテンプレートとして機能する。図示の実施形態では、ベース３０は複数の第１開口部７４を含むが、他の実施形態では、ベースは単一の開口部を含んでもよい。そのような実施形態では、単一の開口部は、ドリルストリングがそれぞれの目標掘削位置に各坑井を形成できるように、十分に大きくてもよい。

図示の実施形態では、ベース３０は、プレート７６及び線形構造部材７８から形成され、第１開口部７４はプレート７６内に形成される。線形構造部材７８は、管（複数可）（例えば、角管（複数可）、丸管（複数可）、多角形の管（複数可）など）、棒（複数可）（例えば、角棒（複数可）、丸棒（複数可）、多角形の棒（複数可）など）、他の適切なタイプ（複数可）の線形構造部材（複数可）、またはそれらの組み合わせを含み得る。さらに、線形構造部材７８は、任意の適切な構成で配置することができる（例えば、線形構造部材の少なくとも一部をプレートの下に配置してプレートを支えるようにすることができる）。さらに、各構造部材は図示の実施形態では線形であるが、他の実施形態では、少なくとも１つの構造部材が別の適切な形状（例えば、多角形、湾曲、円形、楕円形など）を有してもよい。図示の実施形態では坑口コンテナのベースが構造部材とプレートから形成されているが、他の実施形態では、ベースの少なくとも一部は、他の適切な要素（複数可）によって（例えば、単独で、または構造部材（複数可）及びプレート（複数可）と組み合わせて）、例えば１つまたは複数のリブ（複数可）、他の適切な要素（複数可）またはそれらの組み合わせにより形成され得る。

図示の実施形態では、坑口コンテナ２８は、側壁６６の縦方向の両端の間に延在する２つの追加の支持体８０を含む。追加の支持体８０は、頂部４０の中央部分を支えるように構成されている。さらに、パッド７０が各追加の支持体８０に結合され、頂部４０（例えば、頂部４０の線形構造部材５８）と係合するように構成される。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つのパッドが省かれてもよい。さらに、図示の実施形態では坑口コンテナは２つの追加の支持体を含むが、他の実施形態では、坑口コンテナはより多くのまたはより少ない追加の支持体（例えば、０、１、３、４、５、６、７、８、またはそれ以上）を含んでもよい。さらに、それぞれの追加の支持体は、坑口コンテナの任意の適切な要素／部材と係合し得る。

特定の実施形態では、ベース３０内部の各第１開口部７４は、頂部４０内部の第２の対応する開口部５６に関連付けられる。関連付けられる開口部を通る線にドリルストリングを整列させることにより、ドリルストリングを実質的に目標角度に向けることができる。例えば、ベース３０内部の各第１開口部７４は名称（例えば、数字、文字など）によって識別され得、頂部４０内部の関連付けられる第２開口部５６は、対応する名称（例えば、同じ数字、同じ文字など）によって識別され得る。各ベースの開口部７４に、操作者または自動化されたシステムが、名称に基づいて、関連付けられる頂部の開口部５６を決定することができる。次に、操作者または自動化されたシステムは、関連付けられる開口部を通過する線にドリルストリングを位置合わせし、それによって、目標掘削位置で目標の方向（例えば、実質的に目標の方向）を有するそれぞれの坑井を形成することができる。したがって、坑口コンテナ２８は坑井の多次元のテンプレートとして機能することができる。開口部の名称は、坑口コンテナに書き込むか、操作者が見ることができる文書に書き込むか、自動化されたシステムのメモリの中に格納するか、またはそれらの組み合わせであり得る。

特定の実施形態では、坑口コンテナは、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの後に、窪みから取り外されてもよい。しかし、他の実施形態では、坑口コンテナは、窪みの内部に留まり、地熱システム／ヒートポンプシステムの１つまたは複数の構成要素（例えば、マニホルド（複数可）、ポンプ（複数可）、ライン（複数可）など）を収容することができる。例えば、図示の実施形態では、地熱システムは、入口側マニホルド８２及び出口側マニホルド８４を含む。入口側マニホルド８２は、入口（例えば、入口導管１８）から伝熱流体を受け入れ、伝熱流体を、入口ライン８６を介して地熱熱交換器に導くように構成される。さらに、出口側マニホルド８４は、地熱熱交換器から出口ライン８８を介して伝熱流体を受け入れ、伝熱流体を出口（例えば、出口導管２０）に導くように構成される。図示のように、入口側マニホルド８２及び出口側マニホルド８４は、坑口コンテナ２８の内部に配置される。しかし、他の実施形態では、入口マニホルド及び／または出口マニホルドは別の適切な位置に配置されてもよい（例えば、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの後に坑口コンテナが窪みから取り外される実施形態で）。さらに、入口側マニホルド及び出口側マニホルドは、図示の実施形態では２つの地熱熱交換器に流体結合されているが、他の実施形態では、各マニホルドは３つ以上の地熱熱交換器に流体結合されてもよい。さらに、特定の実施形態では、地熱システムは、複数の入口側マニホルド及び複数の出口側マニホルドを含むことができ、それぞれの入口側／出口側マニホルドは、地熱熱交換器のそれぞれのグループに流体結合されている。

図示の実施形態では、側壁４４のパネル６６またはパネル６６の一部が坑口コンテナ２８から取り外され、坑口コンテナを経る入口導管１８及び出口導管２０の通過を促進する。例えば、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの間、側壁が坑口コンテナから地面への流体の流れを実質的に阻止できるように、パネル／パネルの一部は、側壁の内部に存在することができる。さらに、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスが完了すると、入口及び出口導管の通過を促進するために、パネル／パネルの一部を取り外すことができる。図示の実施形態では、導管の通過を選択的に促進するために取り外し可能なパネルが使用されているが、他の実施形態では、他の適切な取り外し可能／移動可能な要素（複数可）を使用して、導管（例えば、ドア（複数可）、窓（複数可）、ポート（複数可）など）を通過するのを選択的に促進することができる。さらに、特定の実施形態では、側壁は、導管の通過を促進し、坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスの間、開いたままであるアパーチャを含むことができる。そのような実施形態では、側壁は、流体が坑口コンテナから地面に流れることを可能にすることができる。

図６は、地熱システムを形成する方法９０の実施形態の流れ図である。最初に、ブロック９２で表されるように、地面の内部に窪みが掘られる。前述のように、窪みは、窪みの底部から地面の表面まで垂直に延びている。次に、特定の実施形態では、ブロック９４によって表されるように、坑口コンテナのベースがプレート（複数可）と係合するように、１つまたは複数のプレートを窪みの底部に配置することができる。前述のように、プレートは、坑口コンテナの荷重（例えば、重量）、掘削機の荷重、及び坑口コンテナ内の任意の流体／切削部の荷重を、窪みの底部のより広い領域にわたり分散させることができる。しかし、他の実施形態では、窪みの底部にプレート（複数可）を配置するステップを省いてもよい。

ブロック９６で表されるように、坑口コンテナは窪みの内部に配置される。前述のように、坑口コンテナは、ベース、頂部、及びベースと頂部の間の垂直な軸に沿って延びる側壁を含む。さらに、ベースは、坑口コンテナが窪みの内部に配置されている間、窪みの底部と係合する。坑口コンテナのベースと窪みの底部との係合に関して本明細書で使用される場合、「係合する」／「係合するよう構成される」には、坑口コンテナのベースと窪みの底部との間に配置された１つまたは複数のプレートを介した係合が含まれる。さらに、前述のように、ベースは１つまたは複数の第１開口部を含み、各第１開口部はドリルストリングを受け入れるように構成されている。特定の実施形態では、ベースは複数の第１開口部を含み得、各開口部はそれぞれの目標掘削位置に配置される。さらに、頂部は、掘削機によって坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成されている。頂部は第２開口部のセットを含み、各第２開口部はドリルストリングを受け入れるように構成されている。さらに、側壁は、坑口コンテナが窪みの内部に配置されている間、頂部の上面を、地面の表面と実質的に同一の面に配置する。側壁は、荷重の少なくとも一部（例えば、荷重の全体）をベースに伝達するように構成されている。特定の実施形態では、側壁は、坑口から地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。

特定の実施形態では、坑口コンテナが窪みの内部に配置された後、ブロック９８によって表されるように、地面に対する坑口コンテナの移動を実質的に阻止するために、坑口コンテナの周りに材料が詰められる。次に、ブロック１００で表されるように、坑井は次いで掘削／形成される（例えば、掘削機によって）。次いで、地熱熱交換器は、ブロック１０２で表されるように、坑井に挿入／配置される。さらに、地熱熱交換器を坑井の内部の目標位置に固定するために、セメントを坑井内に注入することができる。方法は、図示の実施形態では、坑井を掘削／形成すること、及びその後に坑井内へ地熱熱交換器を挿入／配置することが含まれるが、他の実施形態では、各地熱熱交換器は、次の坑井が掘削／形成される前に、それぞれの坑井内で挿入／配置（例えば、セメントの供給も）され得る。特定の実施形態では、ブロック１０４によって表されるように、坑口コンテナは、地熱熱交換器が坑井内に配置された（例えば、セメントの供給も）後、窪みから取り外される。しかし、他の実施形態では、坑口コンテナは、窪みの内部に留まり、地熱システム／ヒートポンプシステムの１つまたは複数の構成要素（例えば、マニホルド（複数可）、ポンプ（複数可）、ライン（複数可）など）を収容することができる。

特定の実施形態では、少なくとも１つの坑井の内部の温度を監視することができる。そのような実施形態では、地熱システムは、坑井の長さに沿って延在する光ファイバーを有する分布温度検知（ＤＴＳ）システムを含むことができる。ＤＴＳシステムは、光ファイバーからのフィードバックに基づいて、坑井の長さに沿って連続的な温度プロファイルを生成するように構成されている。特定の実施形態では、ヒートポンプシステムは、坑井（複数可）内の測定温度（複数可）（例えば、ＤＴＳシステム（複数可）または他の適切な温度監視システム（複数可）によって測定される）に基づいて、地熱熱交換器に（例えば、まとめてまたは個々に）出力される伝熱流体の温度を制御できる。例えば、ヒートポンプシステムは、地熱熱交換器に出力される伝熱流体の温度を閾値温度より上に自動的に維持して、地面が坑井の起点で／付近で凍結する可能性を実質的に低減または排除することができる。

上で開示された実施形態では、側壁は、頂部の上面を地面の表面と実質的に同一の面に配置し、掘削機の荷重の少なくとも一部をベースに伝達するように構成されているが、特定の実施形態では、頂部は、別の適切な要素によって支えられ得る。例えば、特定の実施形態では、頂部は、ベースから延びる１つ以上の構造要素によって支えられ得る（例えば、坑口コンテナ内で側壁から隔てられている）。したがって、構造要素（複数可）は、頂部の上面を地面の表面と実質的に同一の面に配置することができ、掘削機の荷重の少なくとも一部をベースに伝達することができる。さらに、特定の実施形態では、頂部は、側壁の上方の地面によって支えられ得る。そのような実施形態では、地面（例えば、ベース及び側壁を含む第１の窪みの周りに配置され、窪みよりも浅い地面内部の第２の窪み）は、頂部の上面を、地面の表面と実質的に同一の面に配置することができ、頂部を支えることができる。本明細書に開示される実施形態のいずれにおいても、側壁は、坑口コンテナから地面への流体の流れを実質的に阻止することができる。

開示の技術的効果には、坑井の起点で／付近で地面の構造を強化することが含まれ、また特定の実施形態では、地面の内部／上で掘削流体の収集を実質的に削減または排除する。坑口コンテナは、坑井の起点における／付近の地面の構造を増強し、それによって坑井の形成、地熱熱交換器の挿入、及びセメントの供給のプロセスを促進することができる。さらに、特定の実施形態では、坑口コンテナの側壁は、坑口コンテナから地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成される。例えば、坑井の形成プロセス中に各坑井に注入された掘削流体は坑口コンテナ内に集められ、貯蔵コンテナ（例えば、トラックのタンク）に移送され（例えば、ポンプを介して連続的に移送され）、それによって地面の中／上での掘削流体の収集を実質的に削減または排除し得る。

本明細書には、特定の態様のみを記載してきたが、当業者は多数の変形及び変更に想到する。したがって、添付の特許請求の範囲は本開示の真の精神の範囲に入るようなそのような変形及び変更すべてを網羅することを意図することが理解される。

本明細書で提示及び特許請求されている技術は、現在の技術分野を明らかに改善する実用的な性質の物質的対象物及び具体的な例に参照及び適用されており、したがって、抽象的、無形的、または純粋に理論的なものではない。さらに、本明細書の末尾に追加されたいずれかの請求項に「［機能］を［実行］するための手段」または「［機能］を［実行］するためのステップ」として指定された１つ以上の要素が含まれている場合、そのような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されることを意図している。ただし、他のいずれかの方法で指定された要素を含むいずれかの請求項については、そのような要素は米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されないことが意図されている。

Claims (20)

1. 地熱システム用の坑口コンテナであって、
   地面の内部の窪みの底部に係合するように構成されたベースであって、前記窪みは前記窪みの前記底部から前記地面の表面まで鉛直に延在し、当該ベースは少なくとも１つの第１開口部を含み、前記少なくとも１つの第１開口部はドリルストリングを受け入れるよう構成されている、ベースと、
   掘削機によって当該坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成された頂部であって、当該頂部は複数の第２開口部を含み、前記複数の第２開口部の各々の第２開口部が前記ドリルストリングを受け入れるように構成されている、頂部と、
   前記ベースと前記頂部との間の鉛直な軸に沿って延びる側壁であって、当該側壁は前記頂部の上面を前記地面の前記表面と実質的に同一の面に位置決めするように構成され、当該側壁は前記荷重の少なくとも一部を前記ベースに伝達するように構成されている、側壁と、
   を備えたことを特徴とする坑口コンテナ。
2. 前記頂部は、互いに結合された複数の線形構造部材から形成されており、
   前記複数の第２開口部は、前記複数の線形構造部材の間に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の坑口コンテナ。
3. 前記複数の線形構造部材に結合された複数のリップを含み、
   前記複数のリップは、複数の格子を支えるように構成されており、
   前記複数の格子の各格子は、前記複数の第２開口部のそれぞれの第２開口部を選択的に覆うように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の坑口コンテナ。
4. 前記側壁は、当該坑口コンテナから前記地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の坑口コンテナ。
5. 前記少なくとも１つの第１開口部は、複数の第１開口部を含み、
   前記複数の第１開口部の各々の第１開口部が、複数の目標掘削位置のそれぞれの目標掘削位置に位置決めされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の坑口コンテナ。
6. 前記複数の第１開口部及び前記複数の第２開口部は、前記ドリルストリングが前記複数の目標掘削位置の各目標掘削位置に対してそれぞれの目標角度で前記地面と係合することを可能にするように位置決めされる
   ことを特徴とする請求項５に記載の坑口コンテナ。
7. 前記側壁は、少なくとも１つの線形構造部材と、前記少なくとも１つの線形構造部材に結合された少なくとも１つのパネルと、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の坑口コンテナ。
8. 地熱システム用の坑口コンテナであって、
   地面の内部の窪みの底部に係合するように構成されたベースであって、前記窪みは前記窪みの前記底部から前記地面の表面まで鉛直に延在し、当該ベースは少なくとも１つの第１開口部を含み、前記少なくとも１つの第１開口部はドリルストリングを受け入れるよう構成されている、ベースと、
   掘削機によって当該坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成された頂部であって、当該頂部は複数の第２開口部を含み、前記複数の第２開口部の各々の第２開口部が前記ドリルストリングを受け入れるように構成されている、頂部と、
   前記ベースと前記頂部との間の鉛直な軸に沿って延びる側壁であって、当該坑口コンテナから前記地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成されている、側壁と、
   を備えたことを特徴とする坑口コンテナ。
9. 前記少なくとも１つの第１開口部は、複数の第１開口部を含み、
   前記複数の第１開口部の各々の第１開口部が、複数の目標掘削位置のそれぞれの目標掘削位置に位置決めされる
   ことを特徴とする請求項８に記載の坑口コンテナ。
10. 前記複数の第１開口部及び前記複数の第２開口部は、前記ドリルストリングが前記複数の目標掘削位置の各目標掘削位置に対してそれぞれの目標角度で前記地面と係合することを可能にするように位置決めされる
    ことを特徴とする請求項９に記載の坑口コンテナ。
11. 複数の格子を更に備え、
    前記複数の格子の各格子は、前記複数の第２開口部のそれぞれの第２開口部を選択的に覆うように構成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の坑口コンテナ。
12. 前記頂部は、互いに結合された複数の線形構造部材から形成されており、
    前記複数の第２開口部は、前記複数の線形構造部材の間に形成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の坑口コンテナ。
13. 前記底部は、少なくとも１つの線形構造部材と、前記少なくとも１つの線形構造部材に結合された少なくとも１つのパネルと、を含み、
    前記少なくとも１つの第１開口部が、前記少なくとも１つのパネルに形成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の坑口コンテナ。
14. 地熱システムを形成する方法であって、
    地面の内部に窪みを掘る工程と、
    坑口コンテナを前記窪みの内部に配置する工程と、
    を備え、
    前記窪みは、前記窪みの底部から前記地面の表面まで鉛直に延在し、
    前記坑口コンテナは、ベース、頂部、及び、前記ベースと前記頂部との間で鉛直な軸に沿って延びる側壁、を含み、
    前記ベースは、前記窪みの前記底部と係合して、前記坑口コンテナは、前記窪みの内部に配置され、
    前記ベースは、少なくとも１つの第１開口部を含み、
    前記少なくとも１つの第１開口部は、ドリルストリングを受け入れるように構成され、
    前記頂部は、掘削機によって前記坑口コンテナに加えられる荷重を支えるように構成され、
    前記頂部は、複数の第２開口部を含み、
    前記複数の第２開口部の各々の第２開口部は、前記ドリルストリングを受け入れるように構成され、
    前記側壁は、前記坑口コンテナが前記窪みの内部に配置されている間、前記地面の前記表面と実質的に同一の面となるように前記頂部の上面を位置決めし、
    前記側壁は、前記荷重の少なくとも一部を前記ベースに伝達するように構成される
    ことを特徴とする方法。
15. 前記側壁は、当該坑口コンテナから前記地面への流体の流れを実質的に阻止するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記坑口コンテナが前記窪みの内部に配置された後、前記坑口コンテナの周りに材料を詰める工程
    を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 前記坑口コンテナの前記ベースが前記プレートと係合するように、前記坑口コンテナを前記窪みの内部に配置する前に、前記窪みの前記底部にプレートを配置する工程
    を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
18. 前記坑口コンテナが前記窪みの内部に配置された後、複数の目標掘削位置で複数の坑井を掘削する工程
    を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. 前記複数の坑井内に、複数の地熱熱交換器を配置する工程
    を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記複数の坑井内に前記複数の地熱熱交換器を配置した後に、前記坑口コンテナを前記窪みから取り外す工程
    を更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。

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