Геотермалды ымаларды брылау кезінде пайда болатын негізгі ерекшеліктер мен крделіктер

Температуралы режим бойынша барлы геотермалды кенорындар тментемпературалы – жанартаулы белседіліктен тыс аудандар Ставрополь, Кавказ жне т.б. жне жоарытемпературалы – жанартаулы белседілік белдемдеріне штасан аудандар (Камчатка, Сахалин, Курил аралдары жне т.б.) болып блінеді. Біріншілермен бальнеологиялы масаттарда кеінен олданатын ысты жне минералды суларды діру байланысты болса, екіншілер жеке аудандар мен алаларды жылу жне электрофикация негізі болып келетін (жылуды бу-сулы оспа жне ысытылан бу трінде олдану есебінен) термалды энергия кзі болып келеді. Саада температурасы бойынша геотермалды ымалар трт топа блінеді: алыпты температуралы –40-тан 100 °С дейін, орташа – 100-ден 150 °С дейін, жоары – 150-ден 250 ⁰С дейін, жне те жоары – 250 °С жоары [5].

азіргі уаытта термалды суларды, бу-су оспасын жне жылытылан буды діру негізінен брылау ымалары кмегімен жзеге асырылады жне оларды рылысы шін жуу, сыылан ауамен рлеу, аэрацияланан сйытытармен жне кпіршікпен айналмалы брылау (роторлы, турбиналы жне сирек колонкалы) олданылады.

Ысты жне минералды суларды игеру 1900 жылдан басталан. Сондытан да ымаларды брылау техникасы мен технологиясы біршама игерілген. Бу-сулы оспалар мен ысытылан буа ымаларды брылау біршама крделі. Бл баытта лкен жмыстар брыы КСРО-дан баса, АШ-та, Италияда, Исландияда, Жаа Зенландияда, Францияда, Жапонияда, Мексикада жне т.б. жргізіліп жатыр.

Жоарытермалды ымаларды брылау крделігін анытайтын негізгі факторлара таужыныстарды жоары температурасы, жылу тасымалдаышты температурасы жне соыны коррозиялы агрессивтілігі, жтылу белдемдеріні таралуы, таужыныстарды опырылуы жатады. ыма опанындаы жоары температура шегендеу бырларында жылулы кернеуліктерді пайда болуына келеді, ал бл оларды тратылыыны тмендеуіне, шегендеу бырлар баанасыны зілуіне келеді. Шегендеу бырларына атпарлы флюидты агрессивті сері оларды бірнеше кн ішінде бзылуына келуі ммкін.

бырлара коррозиялы сері тменнен жоары арай кбееді, бл ыма опаны бойынша жер бетіне ктерілетін жылутасымалдаыштар ккіртсутегіні блінуімен тсіндіріледі. бырларды жоары блігінде нктелі коррозия пайда болады, ол ышыл тзуші газдар мен ысты минералды суларды блінінен, сіресе озалмалы флюидты тратылыы бзылан кезінде пайда болады. Брылау ралы мен бырларда аты пайда болуы да біршама ауіпті.

Температураны жне озалу жылдамдыыны тмендеп, миинералды су аысында ысым жоарлаан кезінде карбонат пен кремний тнбаа тсуі ммкін, бл алы абыршаты, ткізу арнасыны тарылуына, кейді апен оны толыымен бітеліп алуына келуі ммкін. ымадан ысты флюидтарды атылауы да ммкін (грифондарды тзілуі). Геотермалды ымаларды ту кезінде арапайым геологиялы крделіктерге жуу сйытыыны жтылуы, таужыныстарды опырылуы, брылау ралыны трып алуын жатызуа болады.

Геотермалды ымаларды конструкциясы.

ыманы конструкциясын тадау геологиялы жадайлармен (шегендеу бырлар баанасыны саны, оларды тсіру тередігі жне шегендеуді ажет етпейтін араашытытар) жне ыманы соы диаметрін анытайтын оны брылау масаты (барлау, пайдалану, айдау жне т.б.). Е кіші соы диаметрлер осымшга мні бар ымалар шін (гидробаылаушы, айдау жне т.б.), ал лкен диаметрлер – барлау жне кейін пайдалану ымаларына айналатын жне пайдалану ымалары шін аныталады. Шетелдік мліметтер бойынша термаа е таралан соы диаметр – 219 мм, сирек кездесетін – 168 мм, ал осымшалар шін – 125-150 мм те [5].

ыма конструкциясын тадауа пайдаланатын суктергіш ондырыны (детте бл ортадан тепкіш сорыш) лшемдері жне оны опанда орналастыру орны (кондукторда, аралы немесе пайдалану баанасында), сонымен атар ыманы болашата пайдалану мерзімі сер етеді, детте шетелдік тжірибе бойынша ол 30-50 жылды райды. Сорышты монтаждауды жеілдету, жндеу жмыстарын жргізу жне ымада флюидты динамикалы дегейін баылау шін сорышты сырты диаметрі жне шегендеу бырлар баанасыны ішкі диаметрі арасындаы айырмашылыын 50 мм аспайды. Саылауды біршама жоарлауы конструкцияны ауырлауына жне жмыстарды ымбаттауына келеді.

Барлы жадайларда ыманы конструкциясы ыманы за пайдалану кезінде оны ішіндегі флюид баанасы дегейіні тмендеуін ескере отырып уаыт бірлігінде жылутасымалдаышты ажетті млшерін амтамасыз ету ажет. бл ортадан тепкіш сорыш орналастырылатын баананы тсіру тередігімен аныталады. Егер сорыш біруаытта ыманы термошоырлы блігінде сзгіні ролін атаратын пайдалану баанасында орналастырылатын болса, онда осындай баана сатылы болуы ммкін – ортадан тепкіш сорышты орналастыру шін жоары блігі лкен диаметрімен жне німді белдемде кіші диаметрмен.

німді абатты ашылуы ашы опанмен (жарышаты траты таужыныстар), пайдалану баанасына «впотай» сзгі баанасын тсірумен, сзгілі блігі бар пайдаланушы баанасын жне німді абата арама-арсы перфорациясы бар пайдалану баанасын тсіру арылы жзеге асады. Біра соы діс крделі жне ымбат болып келеді.

Арынды геотермаларды ашан кезінде пайдалану баанасыны диаметрі ажетті німділігі жне ыма бойынша озалатын жылутасымалдаышты е тменгі гидравликалы кедергілерін амтамасыз ету жадайлары бойынша орнатылады. Пайдалану баанасыны диаметрі 219-244 мм арасында згереді. Шегендеу бырлар абырасыны алындыы німді белдемде мжілу тратылыын ескере отырып 9-10 мм арасында абылданады. Тратылы ор крсеткішіні мні, мысалы Инсландияда, 2 те деп алады.

Шегендеу бырларды траты баанасын тамонажды ерітінділерді ктеру кезінде, детте ыма саасына дейін температуралы факторды серін ескере отырып тадайды.

Геотермалды ымаларды абыраларын бекіту шін шетел тжірибесінде АНИ стнадарты бойынша шегендеу бырларын олданады. Тере ымаларда трапециадалды оймасы бар бырларды, ал арапайым ымаларда – домаланан немесе ия брышты оймасы бар бырларды олданады. бырлар жоары герметикалы оймалы осындылармен жне тефлонды тыыздатыш саиналармен жабдыталады. Ккіртсутегі агрессия жадайларында рамы 25-30% дейін болан жадайда С-95 маркалы болаттан бырлар олданылады, геотермалды ымаларда шегендеу бырларын ммкін болатын тсіру тередіктері 10.1 кестеде крсетілген.

Ысты флюидтерді жне ышыл тзуші газдарды коррозиялы сері жадайларында ыма конструкциясын жобалау кезінде профилактикалы шаралар ретінде агрессивті рекетіне жне мысалы С-95 минералдысулара траты арнайы маркалы болаттардан шегендеу бырларын олдану арастырылан. Біра бл мселе лі толыымен шешілмеген. Францияда коррозияны алдын-ала ескеру шін быраралы кеістікті цементтеу жне оны ішкі блігін футерлеу арылы шыныталшыынан шегендеу бырларын олданады.цементтік тасты шыныталшыынан жасалан бырлармен жне сіресе оны мды бетімен жабысу кші (МПа) болат бырлара араанда жоары болып келеді.

10.1 кесте.

Геотерма жадайларында шегендеу бырларын тсіру тередігі [5]

Нысана	Шегендеу бырларды диаметрі, мм	Болат маркасы	ыма забойында температура,°С	Баананы тсіру араашытыы, м
АШ, Калифорния	244,5	J-55		300-1591
Грейзер алабы	346,0	K-55*	120-140	0-750
Импириел-Валли	219,1	J-55**	220-260	0-1800
Жапония, Мауучапан	219,1	K-55		0-1800
Сальвадор, Ахучапан	311,4	J-55**		0-730
Италия, Парете	219,1	N-55		240-2200
Исландия, Рейкьявик	219,1	J-55	220-270	0-2200
Франция, Париж бассейні	177,8***	-		0-2200

* – аралы баана; ** – пайдалану баанасы; *** – шыныталшыынан бырлар

Болаттан ______________________3 5

Шыныталшыынан ______________4 10,5

мды бетімен _________________6 15,5

Шыныталшыынан жасалан бырларды сырты диаметрі 177,8 мм, ал ішкі – 152,4 мм те. Оларды ішкі футерленуі жылутасымалдаыштан таужыныстара жылу беруін тмендету шін олданылады.

ыманы конструкциясы, детте, 3-тен 5 бырлар баанасынан (баытталан, кондуктор, бір-екі аралы, пайдалану баанасы, кейде «арты ілмек») ралады, бл крделік белдемдерін жабу (опырылымдар, жтылу белдемдері) жне ыма опаны бойынша жылутасымалдаыш циркуляциясы кезінде оршаан таужыныстар жылуыны шыындалуын алдын алу ажеттілігімен тсіндіріледі. ТМД біратар геотермалды кенорындарда ымаларды типтік конструкциялары 10.1 суретте берілген.