<p>該項(xiàng)目由法國(guó)ARMINES/Mines-ParisTech的研究人員與合作伙伴倫敦帝國(guó)理工學(xué)院、挪威SINTEF、希臘比雷埃夫斯大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)和法國(guó)鉆井公司Drillstar領(lǐng)導(dǎo)，可以擴(kuò)大這種可再生能源的使用，幫助應(yīng)對(duì)全球氣候危機(jī)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該項(xiàng)目由歐盟地平線2020計(jì)劃資助。</p> <p>&nbsp;</p> <p>地?zé)崮芾玫乇砩钐帋r石、蒸汽和水的熱量。它是碳中性的，可廣泛獲得，而且與風(fēng)能和太陽(yáng)能不同，它可以全天候提供穩(wěn)定的供應(yīng)。因此，地?zé)醿?chǔ)層可以為歐洲和全世界的可再生能源供應(yīng)做出重大貢獻(xiàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，要鉆到足夠深的堅(jiān)硬巖石中以獲取這種能量，所需的鉆井速度緩慢且效率低下，這使得它的成本高得令人望而卻步。地?zé)豳Y源在深度超過(guò)4公里的較熱巖石中本來(lái)就更豐富，因此目前在全球能源份額中所占比例不到2%。</p> <p>&nbsp;</p> <p>現(xiàn)在，來(lái)自歐盟地平線2020計(jì)劃的400萬(wàn)歐元新?lián)芸顚椭撀?lián)盟的研究人員開(kāi)發(fā)新一代鉆井系統(tǒng)，以釋放深層地?zé)崮艿臐摿Α?lt;/p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)巖石進(jìn)行充注，使其更容易破碎，可以大大減少開(kāi)采這些儲(chǔ)層所需的時(shí)間和資金</p> <p><br />約翰-保羅&middot;萊瑟姆博士</p> <p><br />地球科學(xué)與工程系&ldquo;，</p> <p><br />目前，鉆頭以每小時(shí)1-2米的速度穿透堅(jiān)硬的巖石，但研究人員預(yù)計(jì)，新的鉆探技術(shù)將以每小時(shí)10米的速度工作&mdash;&mdash;到達(dá)地?zé)崴畮?kù)的平均速度是目前可能達(dá)到的速度的四倍。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這可以減少高達(dá)65%的鉆井成本，使可再生地?zé)崮艿氖褂酶叱杀拘б妗?lt;/p> <p>&nbsp;</p> <p>帝國(guó)理工大學(xué)地球科學(xué)與工程系的聯(lián)合研究員約翰-保羅&middot;萊瑟姆博士說(shuō):&ldquo;鉆穿巖石需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，所以我們正在通過(guò)使這些巖石更容易破碎來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)。我們的計(jì)算機(jī)模擬可以捕捉礦物尺度上的裂縫，能夠顯示如何啟動(dòng)巖石以使其更容易破碎，從而大大減少開(kāi)發(fā)這些儲(chǔ)層所需的時(shí)間和資金。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">讓能源更環(huán)保</span></strong></p> <p><br />這是研究人員首次結(jié)合高壓水射流和井下流體驅(qū)動(dòng)錘來(lái)開(kāi)發(fā)地?zé)醿?chǔ)層。研究人員表示，這種結(jié)合的技術(shù)可以為能源部門的進(jìn)一步脫碳鋪平道路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員正在使用他們的巖石破碎計(jì)算機(jī)模擬，結(jié)合固體和流體動(dòng)力學(xué)，找到最佳的噴射設(shè)置，以塑造和溝槽前進(jìn)的巖面，并解釋破碎過(guò)程，以及為什么混合鉆頭能夠更快地穿透巖石。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了提供熱流體和地?zé)崮艿尼尫磐緩?，目前的技術(shù)主要采用旋轉(zhuǎn)鉆井方法，這種方法在深部堅(jiān)硬巖石中容易嚴(yán)重磨損和失效，大大增加了鉆井時(shí)間。因此，深層巖石的熱量變得更加昂貴，這阻礙了能源部門更廣泛地使用它。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種新方法首次結(jié)合了兩種現(xiàn)有的巖石破碎技術(shù)，可以使這種工作更便宜、更廣泛地應(yīng)用，有助于擺脫化石燃料，使能源更環(huán)保。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種非常規(guī)技術(shù)采用全流體驅(qū)動(dòng)鉆井方法，該方法將高壓水射流系統(tǒng)與新型大功率先進(jìn)錘動(dòng)作相結(jié)合，通過(guò)循環(huán)鉆井液的壓力推動(dòng)下入井下，旨在促進(jìn)鉆穿井下深層堅(jiān)硬巖石。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在ARMINES實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行的噴射和鉆井試驗(yàn)旨在反映地?zé)醿?chǔ)層的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并與合作伙伴使用廣泛的數(shù)值模型開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)模擬密切相關(guān)。每一種不同的模擬和實(shí)驗(yàn)方法都在將混合技術(shù)在項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)方面發(fā)揮著重要作用，并在理論和實(shí)驗(yàn)研究之間帶來(lái)持續(xù)的反饋。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種新的鉆井技術(shù)將使用足夠強(qiáng)大的高壓水射流，在井底條件下，將巖石切割成特定的剖面形狀，從而使巖石更容易被內(nèi)置的流體動(dòng)力沖擊錘破碎。中國(guó)石油大學(xué)與SINTEF正在設(shè)計(jì)一種新型井下高壓增強(qiáng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用Drillstar制造的沖擊鉆頭。</p> <p>&nbsp;</p> <p>科學(xué)協(xié)調(diào)員Hedi Sellami教授和Laurent Gerbaud博士說(shuō):&ldquo;該項(xiàng)目的根本創(chuàng)新在于開(kāi)發(fā)了一種新原理，可以將深部巖石從鉆井工具附近現(xiàn)有的集中應(yīng)力中&lsquo;解放&rsquo;出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)更容易的切割巖石行動(dòng)，以及高壓水射流在切割槽上的沖擊波反射。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該鉆機(jī)原型預(yù)計(jì)將于2024年建成，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試之前，將首先在ARMINES實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)水平鉆穿極厚的巖石進(jìn)行測(cè)試。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>