Тепло из сердца Земли: разработана технология для доступа к неиссякаемому источнику энергии

Фото: GA Drilling

Словацкая компания GA Drilling продемонстрировала пару новых технологий — "шагающий якорь" (Anchorbit) и плазменная дрель (Plasmabit). Разработчики считают, что новые технологии способны открыть доступ к производству геотермальной энергии, который более или менее можно будет использовать в любой точке Земли, пишет New Atlas.

Разработчики отмечают, что новые технологии обещают гораздо более быстрое и дешевое бурение горячей породы на глубине около 10 километров под землей. Суть в том, что интенсивное тепло под поверхностью Земли представляет собой почти неиссякаемый источник надежной чистой энергии, которая доступна 24/7 из любой точки Земли. Предполагается, что ее можно будет использовать в виде пара для запуска турбин генератора, возможно даже направить непосредственно в системы централизованного теплоснабжения.

Основная проблема использования геотермальной энергии заключается в том, что нам нужно добраться до интенсивного тепла под поверхностью планеты. Наиболее легкодоступна эта энергия там, где она находится ближе всего к поверхности Земли — как правило, речь о геологически нестабильных районах вблизи вулканов и высокой сейсмической активности. Однако такие регионы составляют лишь около 3% всей поверхности планеты. В противном случае, добраться до этого кладезя жары будет крайне сложно.

Разработчики отмечают, что температура и давление, возникающее во время сверхглубокого бурения, быстро разрушают даже самые высококачественные буровые долота. Это означает, что процесс необходимо прервать, достать буровую головку, заменить ее, затем вновь опустить и продолжить — это отнимает много времени и финансов.

В результате наиболее подходящими местами для добычи геотермальной энергии остаются Исландия, Сальвадор, Новая Зеландия и другие регионы, где она доступна на более мелких глубинах.

В результате словацкая компания GA Drilling задалась целью сделать геотермальное тепло намного дешевле, быстрее и доступнее в любой точке планеты. Исследователи разработали две ключевые технологии, которые помогут в этом процессе:

• Anchorbit — система ходячих якорей.
• Plasmabit — система импульсного плазменного бурения.

Первая система предполагает, что позади бурового долота размещают две секции муфты, каждая из которых оснащена выдвижными поршнями, способными выдвигаться и захватывать ствол скважины. Когда верхняя муфта захватывает отверстие, нижняя выдвигается вниз ближе к буровому долоту, а затем выталкивает свои захватные поршни, позволяя верхней муфте отпустить и скользить вниз, чтобы встретить ее.

Изобретатели уверены, что данная система позволит удвоить скорость прохода через твердую породу на первых 6 километрах, а также значительно увеличит срок службы буровых долот. При этом для более глубоких бурений на глубине около 10 км под землей потребуется вторая технология — система импульсного плазменного бурения.

Система Plasmabit снова может быть подключена к стандартной буровой установке. В ней используется вращающаяся электродуговая горелка для взрыва породы ионизированным газом при температуре 6000 °C. Она используется для того, чтобы расколоть и ослабить породу, а также обработать ее водой под высоким давлением, а далее отправить куски породы вверх по трубе. По сути, оно представляет собой бесконтактное сверло, а потому его не потребуется вытаскивать и заменять.

Однако изобретатели предупреждают, что если вы хотите зайти глубже отметки в 10 километров, вам потребуются гораздо более экзотические технологии. Например, дочерняя компания Массачусетского технологического института Quaise пытается пробурить вдвое большую глубину, используя гиротроны, которые изначально были разработаны для перегрева плазмы в термоядерных экспериментах.

Отметим, что GA Drilling уже провела свою первую публичную демонстрацию в технологическом центре в Хьюстоне. Однако потребуется некоторое время, чтобы мы смогли увидеть, как эти технологии работают в реальном мире.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform