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Ali Pourahmads Erfindungen | Kategorie: Neue Erfindungen in der Welt | Verwandte Themen: Wissenschaftliche Entdeckungen und technologische Erfindungen
Überwindung der Einschränkungen ultratiefer Bohrungen durch Entwicklung und Verbesserung des Kühlsystems der Lasertechnologie für den Zugang zu geothermischen Energieressourcen oder zum Bohren von Ölquellen | Stromerzeugung durch Geothermiebrunnen
◉ Erfindung: Tiefbrunnen bohren, um an Öl und Geothermie zu gelangen
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
◉Einleitung und Ziele:
In diesem Artikel beschreiben wir kurz die Erfindung, die Beschränkungen des Tiefbohrens durch die Entwicklung und Verbesserung des Kühlsystems der Lasertechnologie zu beseitigen, um auf geothermische Energieressourcen zuzugreifen oder ultratiefe Ölquellen zu bohren.
Der Übergang von nicht erneuerbaren Energiequellen und der daraus resultierende wachsende Wunsch der menschlichen Gesellschaft nach mehr Energieverbrauch sind heute zu einem der wichtigsten Themen der Welt geworden, da der verbesserte Zugang zu billigerer Energie in vielen Ländern als Schlüsselkomponente für Fortschritt und Wohlstand angesehen wird. Der Preis eines solchen Fortschritts ist jedoch die irreparable Zerstörung der Umwelt mit einer übermäßigen Produktion von Treibhausgasen und den daraus resultierenden zerstörerischen Auswirkungen. Beispielsweise ist die Nutzung nicht erneuerbarer Energien für mehr als 75 % der Treibhausgasemissionen der EU verantwortlich, während der Übergang von nicht erneuerbaren Energien und der Dekarbonisierung zu CO2-freien und sauberen Energieerzeugungstechnologien als siebtes Ziel der Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) der Vereinten Nationen festgelegt wurde. Daher kann die Entwicklung und Optimierung erneuerbarer Energietechnologien wie Geothermie, die aus kilometerlangen Bohrlöchern im Boden zugänglich ist, eine der wichtigsten Lösungen zur Überwindung des Prozesses der Umweltzerstörung sein. In diesem Zusammenhang versuchen Regierungen als Hauptverwalter der Energieerzeugung, kostengünstigere und betrieblichere Lösungen für Bohrungen in tieferen Horizonten zu finden, beispielsweise in den unerforschten Tiefen der Ozeane, da die Ozeane etwa 70 % der Erdoberfläche bedecken und sich der größte Teil des Wassers in einer Tiefe von mehr als 2000 Metern befindet. Allerdings stellt das Erreichen des Bohrziels in Tiefen von mehr als 5000 Metern unter Verwendung aktueller Technologien gewisse technische Herausforderungen und Einschränkungen dar, und dieses Problem wollte ich mit der Idee, ein neues Lasertechnologie-Kühlsystem zu erfinden, lösen.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Die Laserbohrinnovation bietet die Möglichkeit, mit Wärmetauschern in Tiefen vorzudringen, die mit herkömmlichen bohrbasierten Bohrtechnologien nicht möglich sind, da wir beim herkömmlichen Bohren (in Anbetracht des Bedarfs an Ausrüstung und des Verschleißes der Bohrgestängekomponenten, insbesondere der Bohrer, was zu höheren NPT-Nebenzeiten und höheren Fertigstellungskosten führt) als Haupthindernisse für das Erreichen großer Tiefen in der Erde mit ernsthaften Herausforderungen konfrontiert sind. Bisher wurden viele Experimente und Forschungen zur Kombination von Laserbohren mit mechanischem Bohren als eigenständige Technologie durchgeführt, aber der Einsatz dieser Kombination in der Energieerzeugung steht immer noch vor dem Problem, dass sie aufgrund der Anforderungen der geothermischen Energiegewinnung im traditionellen offenen Kreislauf (Erhaltung oder Vergrößerung von EGS-Gesteinsbrüchen) nicht betriebsbereit ist. Die wichtigste und größte Herausforderung der Laserbohrtechnologie besteht in der Kühlung des Bohrkopfes und dem Auswaschen von geschmolzenem Gestein aus sehr tiefen Tiefen des Bohrlochs. Doch trotz dieser technischen Problematik ist auch der wichtige Punkt zu beachten, dass in den Planungszielen für den Zugang zur Geothermie das "Deep Laser Drilling" als einzige Lösung zur Zerstörung und Durchbohrung extrem harter und kristalliner Gesteine in großen Tiefen anerkannt wird. Zweifellos wird es in naher Zukunft mit der Operationalisierung des "Deep Laser Drilling" möglich sein, in sehr tiefe Tiefen vorzudringen, in denen strahlungsreiche Wärme vorhanden ist.
Trotz der nachgewiesenen Existenz von Strahlungswärme tief im Erdinneren gibt es immer noch große Herausforderungen bei der Gewinnung solch wertvoller Energie im großen, kommerziellen Maßstab. Derzeit ist eine kleine Anzahl von Warmwasserreservoirs (Temperaturen zwischen 50 und 100 Grad Celsius in einer Tiefe von 2 bis 3 Kilometern unter der Erdoberfläche) zugänglich, diese Warmwasserquellen sind jedoch auf tektonisch aktive Gebiete mit geeigneten geologischen Bedingungen, wie Geysire oder Vulkangebiete, beschränkt. Andererseits gibt es überall auf der Welt superheißes Gestein in Tiefen von mehr als 8 bis 10 Kilometern unter der Erdoberfläche, das wir als dichte Flüssigkeit zum Erhitzen des für Kraftwerke benötigten Pumpwassers nutzen können. Der Zugang zu superheißem Gestein ist jedoch nicht einfach, da diese geologischen Formationen in einer Tiefe von 10 Kilometern unter der Erdoberfläche existieren, was mehr als der doppelten Tiefe einer typischen Ölquelle entspricht. In solchen Tiefen, unter extrem hohen Drücken und Temperaturen, werden die mechanischen Zähne und Lager von Wolframcarbid-Bohrern oder Bohrern mit Diamantspitze schnell spröde und unbrauchbar, was dazu führt, dass Ölquellen nur sehr langsam gebohrt werden, sogar bis zu einem Meter pro Stunde. Wenn wir nun den teuren und zeitaufwändigen Prozess des Austauschs empfindlicher Bohrkomponenten durch schwierige Extraktion aus sehr großen Tiefen zum Problem des langsamen Bohrfortschritts hinzufügen, werden wir verstehen, warum geothermische Systeme aus überhitztem Gestein im Rastermaßstab praktisch von den 95 % des "globalen Warenkorbs zur Erzeugung sauberer Energie" ausgeschlossen sind. Es besteht jedoch immer noch die Möglichkeit, die technischen Einschränkungen des Ultratiefbohrens zu überwinden, und meine neue Idee in diesem Artikel geht in diese Richtung.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Beim Laserbohren gibt es einige technische Probleme, die von Ingenieuren, Innovatoren und Erfindern angegangen werden müssen. Bei Bohrlöchern, die sich beispielsweise über mehr als 10 km erstrecken, bleibt die Aufrechterhaltung der Strahlkohärenz und die Verhinderung von Energieverlusten entlang der Wellenleiterwände ein ernstes Hindernis in der frühen Technik des Laserbohrens. Andererseits verursacht das Senden von Spülgasen mehrere Kilometer in den Boden, um Gesteinsnanopartikel auszuspülen, starke Flüssigkeitsreibung in den dünnen Bohrlochwänden und erfordert Kompressorpumpen mit sehr hoher Leistung, um diesen Druckabfall auszugleichen. Ein weiteres wichtiges Thema ist die weit verbreitete Umweltbedenken, dass Tiefbohrungen in Wohngebieten oder Tier- und Vogellebensräumen in der Nähe der Bohrstation zu Mikroerdbeben führen können. Ein Teil dieser Herausforderung besteht darin, dass traditionelle fortgeschrittene Geothermiesysteme und junge tektonische Grenzen, die sehr fragil und instabil sind, auf Verwerfungslinien abzielen, an denen flache Hitze herrscht. Mit der Entwicklung dieser Technologie wird es jedoch in naher Zukunft möglich sein, an den meisten Orten tiefere Laser zu bohren und an Orten, die weit von menschlichen Siedlungen und Lebensräumen von Tieren und Vögeln entfernt sind, auf Wärme zuzugreifen. Daher können künftig 95 % der ultratiefen Bohrarbeiten in stabilen, ebene Umgebungen durchgeführt werden, die vollständig von aktiven Verwerfungslinien und dem Risiko seismischer Aktivität isoliert sind. In den letzten Jahren hat die kontinuierliche und steigende Nachfrage nach fossilen Brennstoffen, insbesondere Öl und Gas, die Bohr- und Explorationsindustrie dazu veranlasst, in sehr tiefe Gewässer vorzudringen, wo Bohrlöcher mit sehr hohen Kosten (mehr als 100 Millionen US-Dollar) bis in Tiefen von mehr als 7500 Metern gebohrt werden. In solchen Tiefen ergeben sich ernsthafte Reservoirprobleme mit sehr hohen Porendrücken, die in der Regel sogar die Marke von 138 MPa überschreiten.
Trotz einiger der genannten Probleme wird die Nutzung der Geothermie zur Erzeugung erneuerbarer Energien aufgrund der zunehmenden Risiken einer Verschmutzung durch fossile Brennstoffe in der Zukunft als unerlässlich erachtet. Mit zunehmender Tiefe steigen zwar die Bohrkosten aufgrund des Verschleißes der Bohrwerkzeuge und geringer Eindringraten und damit auch finanzielle Risiken, jedoch kann der kombinierte Einsatz von Hochleistungs-Laserbohren mit Schneckenbohren oder Wasserstrahlbohren die Kosten für tiefes geothermisches Bohren erheblich senken und gleichzeitig die Eindringgeschwindigkeit in den Boden entwickeln und erhöhen und im langfristigen Verbrauchszeitraum zu einer kostengünstigen Quelle erneuerbarer Energie werden. Das in diesem Artikel vorgeschlagene Laserbohrsystem kann durch den Einsatz von Laserkühlung die Kosten für geothermische Tiefenbohrungen deutlich senken und dazu beitragen, die Erdwärme als zuverlässige und dauerhafte Wärmequelle im Erdinneren uneingeschränkt zu nutzen. Die in diesem Artikel vorgeschlagene Idee kann Teil der Energiemixziele sein, indem sie den Einsatz von Laserbohrungen in der sehr tiefen und sehr heißen Erde ermöglicht und andere erneuerbare Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft auf relativ umweltfreundliche Weise ergänzt. Während fossile Brennstoffe und Kernenergie immer noch als Hauptfaktoren für die Umweltzerstörung durch die Produktion nicht erneuerbarer Abfälle gelten, können geothermische Kraftwerke kontinuierlich und nachhaltig 24 Stunden am Tag Strom produzieren, ohne vollständig von Wasserfluss, Sonnenlicht oder Wind abhängig zu sein. Daher ist es sehr wichtig, Methoden und Ideen zu entwickeln, um das wichtige Ziel zu erreichen, die Ausbreitung der globalen Umweltverschmutzung zu verhindern, und es lohnt sich zweifellos, sie zu erforschen, zu entwickeln und umzusetzen.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
◉ Ergänzende und technische Beschreibung der Erfindung:
Der Bohrvorgang in großen Tiefen wird durch das Vorhandensein sehr harter Gesteine erschwert, die das Eindringen des Bohrers in den Untergrund verlangsamen. Diese Langsamkeit ist bei Bohrlöchern mit einer Tiefe von mehr als 15.000 Fuß (5 km) stärker ausgeprägt, da die Eindringgeschwindigkeit in diesen Tiefen zwischen 60 und 90 Zentimeter pro Stunde beträgt, was leicht 50 % der gesamten Bohrkosten in den letzten 10 % des Bohrlochs verschlingt. In diesen Tiefen ist das Bruchgefälle sehr flach, was den Bohrflüssigkeiten hinsichtlich Dichte und Zirkulationsdruck starke technische Einschränkungen auferlegt. Eine weitere schwierige Herausforderung beim Bohren in großen Tiefen ist die Begegnung mit harten Salzstöcken, die 30 bis 60 Millionen Jahre alt sind und an der Spitze der Sedimente des unteren Tertiärs liegen. Aufgrund des Salzvorkommens in diesen Tiefen wurde das darunter liegende Gestein nicht verdichtet, sondern in Schutt verwandelt, und dieser Salzstockschutt führt zur Verstopfung des Brunnens und macht es sehr schwierig und kostspielig, mit einem Bohrer in großen Tiefen weiter zu bohren. Bohrlöcher in solchen Tiefen sind mit hohen Drücken und Temperaturen konfrontiert (HPHT-Bohrlöcher), die zweifellos Ausrüstung aus viel teureren, effizienteren und dickeren Metallen erfordern, um mit dem Bohren fortzufahren. Diese große Herausforderung hat dazu geführt, dass auf Bohren spezialisierte Unternehmen dazu übergegangen sind, neue Techniken zu erfinden und zu entwickeln, die sich vom herkömmlichen Bohren unterscheiden, was als "Erfindung neuer Methoden des kontrollierten Druckbohrens" bezeichnet wird.
Um diese Herausforderungen zu meistern, muss die Bohrindustrie auf neue Eindringmethoden wie das Hybridbohren mit Lasern umsteigen. Experten auf diesem Gebiet entwickeln ein leistungsstarkes Hardwaresystem, um Hochleistungslaser über flexible Glasfaserkabel über große Entfernungen zu übertragen. Wenn die zerstörerische Kraft eines Lasers mit einem mechanischen Bohrer kombiniert wird, ermöglicht dies ein schnelles und nachhaltiges Eindringen in harte Gesteinsformationen (wie Granit und Quarzit), die sehr teuer sind und manchmal mit herkömmlichen mechanischen Bohrern nicht zu bohren und zu durchdringen sind. Tatsächlich macht die auf Gestein gerichtete und abgefeuerte Laserenergie das Gestein vollständig spröde und weich, da die Bindungen zwischen Bergkristallen geschwächt werden und Brüche in der Gesteinsstruktur auftreten. Dieser "Vorpenetrationsprozess" ermöglicht es dem mechanischen Bohrer, schneller in die härtesten Gesteine einzudringen und tiefer einzudringen. Lasergestütztes Bohren hat das Potenzial, bis zu zehnmal wirtschaftlicher zu sein als herkömmliche mechanische Bohrtechnologien. Diese attraktive Perspektive erfordert jedoch eine weitere Entwicklung und die Bewältigung der Herausforderungen hoher Temperaturen und Hitze in den Tiefen der Erde, bevor sie kommerzialisiert und einwandfrei umgesetzt werden kann. Extrem hohe Temperaturen beeinträchtigen leicht den Betrieb von Lasern, deren Komponenten aufgrund starker Entladungen elektrischer Energie sehr hohe und kritische Temperaturen erreichen, was zum Ausfall von Lasergeräten tief unter der Erde führt.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Die größte Herausforderung und ein wichtiges Hindernis bei der Idee des Laserbohrens ist die Überhitzung des Körpers des Pressmoduls oder des Laserkopplers. Um dieses Problem zu lösen, habe ich die Idee entwickelt, kryogenes Stickstoffgas im Körper der Laserpresskammer zu verwenden. Der kombinierte Betrieb von Laser und kryogenem Gas erleichtert und ermöglicht die Temperaturkontrolle um das Lasermodul im Bohrlochpfad und ermöglicht effektiv das Eindringen und Vordringen in große Tiefen auch bei kritischen Temperaturen. Wir können auch die Freisetzung von Laserenergie in kurzen, aber kontinuierlichen Abständen steuern, indem wir die Temperatur mithilfe von Sensoren genau analysieren, die neben den in der Nase befindlichen Linsen eingebettet sind. Auf diese Weise verhindern wir bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Bohrvorgangs, dass übermäßige Temperaturen in die Laserkammer eindringen. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass eine optische Kamera sowie eine Wärmekamera den Prozess der Temperaturänderungen in diesem kombinierten Bohrloch (mechanischer Bohrer und Laserbohrer) überwachen, um sicherzustellen, dass sich die kryogenen Gase weiterhin über lange und kontinuierliche Strecken in den Rillen des Laserkammerkörpers bewegen, sodass die Temperatur des Lasermoduls im gesamten Bohrloch auf einem normalen Niveau bleibt. Unter solchen kontrollierten Bedingungen werden im weiteren Verlauf der kombinierten Bohrdurchdringung kleine Partikel aus zerkleinertem, geschmolzenem und verdampftem Gestein als Gasstrom durch den Bohrlochring an die Oberfläche gedrückt.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Wie im Video am Ende dieses Artikels zu sehen ist, ist die Hauptkammer der Laserausrüstung zur Temperaturisolierung in einer Außenhülle untergebracht. In dieser Idee wird die Außenhülle als Hauptkörper der kombinierten Mechanik-Laser-Bohrausrüstung betrachtet, die ich entworfen habe, um den Kältemittelgasstrom, eine Reihe von inneren Rillen und flexiblen Kältemittelrohren hin- und herbewegend im Außenkörper zu übertragen. Die schmalen Millimeterrillen sind als spiralförmige Netzwerke über die gesamte Wand des Hauptkörpers verteilt, um eine ultimative Wärmeisolationseffizienz gegen sehr hohe Temperaturen tief in der Erde zu erreichen. Darüber hinaus hilft das spiralförmige Netzwerk aus dicken Rohren, die in die Außenhülle eingebettet sind, dem Bohrmeißel dabei, die erforderlichen und kontrollierten Mengen an Kältemittelgasen in komprimierter Form in Richtung des Bohrlochs abzugeben. Durch die Freisetzung von Kältemittelgasen wird der kontinuierliche Prozess der Temperaturreduzierung in der Umgebung des Bohrers effektiv durchgeführt. Es ist zu beachten, dass je nach Art des Bohrsystems üblicherweise vier Gase als potenzielle kryogene Gase beim Tiefbohren verwendet werden: Argon Ar, Krypton Kr, Helium He und Stickstoff N2. Für die Idee dieses Entwurfs habe ich Stickstoff als kryogene Flüssigkeit mit kontinuierlicher Scherspannung und entsprechender Elastizität gewählt.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Da sich der Hochenergie-Laserstrahlemitter in der Mitte der Presskammer befindet, können wir die austretenden Kältemittelgase zur Außenhülle des Lasergerätekörpers leiten, um die Effizienz der Temperaturreduzierung zu erhöhen. Um dies zu erreichen, habe ich eine große Anzahl von Kältemittelauslassdüsen am Nasenring im Gehäuse entworfen. Jedes dieser Gasventile verfügt über zwei Flüssigkeitsauslassdüsen, wobei eine Düse auf den Bohrkörper und die andere auf den Rücklauf zur Bohrlochöffnung gerichtet ist. Die Funktion dieser Düsen besteht darin, dass das Kältemittelgas komprimiert gepumpt wird, nachdem es in die spiralförmigen Kältemittelrohre im Körper gelangt ist und dann durch die schmalen Kältemittelnuten in der Legierungsstruktur des Körpers strömt, und mit hohem Druck zu den Flüssigkeitsauslassdüsen geleitet wird. Nach dem Austritt aus den beiden Löchern jedes Kältemittelventils trifft das Kältemittelgas erneut auf den Außenkörper des Bohrers und ein Teil davon wird auch unter Druck in der Umgebung des Bohrlochs freigesetzt und nach oben gepumpt, um aus dem Bohrloch auszutreten. Diese Kombination führt dazu, dass die hohe Hitze des kombinierten Bohrkörpers sowohl innen als auch außen in direkten Kontakt mit der Kältemittelflüssigkeit kommt und die Temperatur wirksam senkt.
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Auf diese Weise kommt der Körper der Presskammer der Laseranlage in zwei aufeinanderfolgenden und kontinuierlichen Stufen mit dem Stickstoff-Kühlgas in Kontakt. In der ersten Stufe verursacht die Kältemittelflüssigkeit einen Temperaturabfall im Inneren des Lasermodulkörpers, indem sie durch schmale Millimeterrillen strömt, die über die gesamte Oberfläche des Körpers verteilt sind. In der zweiten Stufe führt sie durch den Durchgang durch flexible Rohre, die um den Körper herum angebracht sind, und dann durch die Flüssigkeit, die aus der Düse in Richtung der Außenwand des Körpers austritt, zu einem weiteren Temperaturabfall im Bereich der inneren Ausrüstung des Körpers. Mit anderen Worten: Der sequentielle Zyklus der Wärmeisolierung durch die Zirkulation kryogener Flüssigkeit (in zwei Stufen um den Körper des Lasermoduls) verhindert das Eindringen heißer Moleküle im Bohrloch in die Laserausrüstung und ermöglicht die Kontrolle der Temperatur der Bohrerspitze. In Anbetracht der Tatsache, dass die Umgebung am Ende des Bohrlochs in großen Tiefen sehr heiß ist und die in einer solchen Umgebung befindliche Ausrüstung sehr anfällig und zerbrechlich ist, kann der Einsatz der kryogenen Gasfreisetzungstechnik in der kombinierten Bohrspitze erheblich und optimal dazu beitragen, die ausgeglichene Temperaturrate zu stabilisieren, damit das Bohren fortgesetzt und tiefer in die Erdschichten vordringen kann.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Der Prozess der Druckrate beim Pumpen von kryogenem Gas und der sicheren Temperaturkontrolle an der Spitze der Bohrausrüstung wird hauptsächlich durch sorgfältige Untersuchung der Leistungsdichte (Pρ), der Bestrahlungszeit (ti) und der Petrologie (Struktur, chemische Zusammensetzung und Mineralogie) in jeder Phase des Eindringens in den Untergrund berechnet und durchgeführt. Durch die Verwendung von Leistungsdichteschwellenwerten zwischen verschiedenen Prozessen ist es möglich, genaue technische Berechnungen und Vorhersagen für das Eindringen in größere Tiefen durchzuführen. Diese Berechnungen sind wichtig, da wir die Druckrate des kryogenen Gasverbrauchs durch Berücksichtigung der beiden Bohrmethoden (thermisches Schälen – Schmelzen und Verdampfungszerkleinerung) richtig steuern können, da die Entfernung von Gestein oder Material bei einer dieser beiden Methoden direkten Einfluss auf den Grad der Temperaturkontrolle und den Verbrauch kryogener Gase im Kühlsystem hat. Beispielsweise werden beim thermischen Brechen durch thermische Ausdehnung von Mineralien und mechanisches Knicken Gesteinsfragmente aus dem Bohrloch getrieben. Dieser Prozess wird bei relativ niedrigen Temperaturen (ca. 500 Grad Celsius) durchgeführt und erfordert naturgemäß einen geringeren Verbrauch an Kühlgasen, was hinsichtlich des Energieverbrauchs als effizienter angesehen werden kann.
Im Gegensatz dazu entstehen beim Zerkleinerungsprozess Schnitte in den Mineralschalen, die effektiv aus dem Bohrloch entfernt werden müssen, um den Penetrationsprozess auf einem konstanten Niveau zu halten. Zu diesem Zweck wird die Technik des Schmelzens und Verdampfens mineralischer Materialien bei Temperaturen über 2100 Grad Celsius durch ultrastarke Laser genutzt, die das Gestein abtragen, indem sie die geschmolzenen Materialien verdampfen und aus dem Bohrloch ausstoßen. Daher müssen wir bei dieser Methode mehr kryogene Gase verbrauchen, um die Temperaturrate an der Spitze der Heißlaserausrüstung zu steuern, was folglich viel mehr Energie verbraucht als die thermische Zerkleinerung bei dieser Methode. Um einige der Einschränkungen der Schmelz- und Verdampfungsmethode zu überwinden, können wir die Menge des Kältemittelgasverbrauchs am Kopf der Bohrausrüstung entsprechend der Umgebung mit hohen Temperaturen anpassen, was zum Verbrauch größerer Mengen an Kältemittelgas führt, oder wir können die Menge des Kältemittelgasverbrauchs am Kopf der Bohrausrüstung optimieren, um das Gestein innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs thermisch zu zerkleinern und alle Gesteinsfragmente effektiv aus dem Bohrloch zu entfernen, was zu einem geringeren Verbrauch an Kältemittelgas führt. Allerdings ist die Möglichkeit, bei dieser zweiten Methode eine Glasschicht auf den Bohrlochwänden zu erzeugen, nicht weit hergeholt.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Der Grad der Erwärmung des Bohrkopfes und der Temperaturanstieg von Lasergeräten sind in verschiedenen Regionen der Erde unterschiedlich. Dies macht sich bei Tiefbohrungen an Land und auf See stärker bemerkbar, da die Entfernungen zum Erreichen von Punkten mit sehr hohen Temperaturen in diesen beiden Bereichen unterschiedlich sind. Je nach Größe und Typ des mechanischen Bohrers und anderer in der Bohrerspitze montierter Lasergeräte wird nun auch der Durchmesser des Bohrlochs in verschiedenen Regionen unterschiedlich erreicht. Unter solchen Umständen ist es immer noch möglich, dass der äußere Körper der Laserpresskammer, der aus schmalen Rillen aus kryogenem Gas besteht, dem Durchmesser des Bohrlochs folgt, um leicht in das Loch einzudringen, und die Temperatur des Lasers und seiner Umgebung durch in seiner Hornöffnung montierte Düsen kühlt, um mit dem Bohren fortzufahren. Obwohl der größere Durchmesser der Kühlkammeröffnung in ihrem hornförmigen Teil zu einem größeren Kontakt der Kühlflüssigkeit mit dem heißen Lasermodulkörper führt und zu einer weiteren Temperaturabsenkung beiträgt, ist die hornförmige Gestaltung des Bohrkopfkühlsystems nicht zwingend erforderlich und je nach Umgebungsbedingungen kann der Durchmesser des hornförmigen Teils des Kühlsystems verringert oder vergrößert werden. Wenn wir den Durchmesser des hornförmigen Teils verringern müssen, können wir diese Formänderung durch eine Erhöhung der Anzahl der Gasaustrittsdüsen ausgleichen.
Mit zunehmender Tiefe machen sich Temperaturänderungen stärker bemerkbar. Je nach Region und Beschaffenheit der darunter liegenden lithologischen Schichten wie Granit, Sandstein oder Kalkstein sind Bohrarbeiten in größeren oder kleineren Tiefen mit variablen Funktionen von Temperatur, Druck, Dichte und Haftung von Gesteinsmaterialien konfrontiert, die eine Bohrausrüstung mit der nötigen Leistung und Technologie erfordern, um sich an solche Umgebungen anzupassen. Beispielsweise unterscheidet sich die Temperatur- und Druckänderungsrate in einem tiefen Gebiet, das aus lithologischer Sicht die härtesten Gesteine (Granit) enthält, von der Temperatur- und Druckänderungsrate in Gebieten, die die häufigsten geothermischen Reservoirgesteine wie Sandstein und Kalkstein enthalten. Daher besteht immer noch die Möglichkeit, die Idee der "optimalen Bohrtemperaturkontrolle" zu nutzen und gleichzeitig die zerstörerische Herausforderung der Temperatur an kritischen Punkten zu überwinden. Das ultimative Ziel, die Tiefen der geothermischen Energieressourcen zu erreichen, können wir auch erreichen, indem wir andere fortschrittliche Analysetechniken wie Thermografie, Photogrammetrie und Elektronenmikroskopie zur sofortigen und physikalischen Analyse des Infiltrationsprozesses während der Bohrarbeiten hinzufügen und nutzen.
◉ Invention: Drilling deep wells to access oil and geothermal energy
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
Die morphologische Analyse von Bohrlöchern und Bohrlöchern mithilfe der Photogrammetrie ermöglicht die Schätzung von Leistungsparametern wie der Penetrationsrate (ROP) und der spezifischen Energie (Se). Die in diesem Artikel vorgestellte Idee der Kryokammer kann auch dazu beitragen, Ölquellen kostengünstiger und schneller zu bohren. Da jedoch ein großer Teil der Ölförderung (mit Ausnahme wesentlicher Nebenindustrien) zur Erzeugung nicht erneuerbarer Energie verwendet wird und die Umwelt belastet, empfehle ich als Autor der Idee für diesen Artikel, die verschiedenen Zwecke des Bohrens von Ölquellen voneinander zu unterscheiden. Wir müssen verantwortungsbewusst nach einer Alternative zu dem Großteil der Förderung suchen, der mit der Energieerzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe zusammenhängt. Gemäß der in diesem Artikel beschriebenen Idee kann der Zugang zu geothermischer Energie in großen Tiefen die beste Alternative zur Ölförderung (zur Verwendung als Brennstoff) sein.
Die Bohrindustrie steht immer noch vor einigen der in diesem Artikel erwähnten Herausforderungen beim Bohren sehr tiefer Bohrlöcher, um geothermische Energie zu gewinnen und Kohlenwasserstoffvorkommen zu beseitigen. Dies sollte die Entwicklung dieser Technologie durch mehr Forschung, umfassendere Investitionen und die Aufnahme wissenschaftlicher Projekte von Ideengebern beschleunigen. Tatsächlich wird ein effizienteres Energiemanagement zusammen mit der Verwendung neuer Ideen und der Kombination geomechanischer Modelle eine beschleunigte Bewegung in der Bohrindustrie ermöglichen und die Voraussetzungen für tiefere, sicherere und kostengünstigere Operationen an Land oder in tiefen Gewässern schaffen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass die Förderung von Öl aus aktuellen Bohrlöchern in Zukunft zu einem Mythos wird, und die Industrie muss bereit sein, sich den Herausforderungen der Post-Öl-Ära zu stellen und sich der Entwicklung von Tiefbohrtechnologien zuzuwenden, um geothermische Ressourcen zu erreichen. Wo Kohlenwasserstoffe bei der Energieerzeugung keine große Rolle mehr spielen und es die Hitze der überhitzten Schichten tief in der Erde ist, die die Zukunft des Fortschritts in der sauberen Technologie garantieren wird. Daher muss die Bohrindustrie den Weg der Forschung und Innovation in diesem Bereich schneller fortsetzen und neben qualitativen und quantitativen Verbesserungen bei Bohrgeräten und -techniken auch innovative Ideen prüfen und nutzen.
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◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern in der Welt
In the final part of this article, as a critic of the use of non-renewable energy sources, I feel it necessary to reiterate the warning of serious environmental concerns arising from the indiscriminate extraction of oil as the main source of fuel in various industries. Wie wir wissen, sind aus verschiedenen technischen Gründen oder durch Kriege immer wieder große Mengen Öl in die Meere gelangt. Untreated oil spills cause serious harm to seabirds and marine mammals, making them less able to insulate themselves and subject them to serious damage from hypothermia and temperature fluctuations, and unable to fly. Even the attempts of these mammals and birds to clean themselves lead to swallowing crude oil and destroying their internal organs, ultimately leading to imbalanced metabolism and dehydration. On the other hand, when an oil spill covers the water and blocks sunlight from reaching the surface of the water, marine plants and phytoplankton are seriously damaged because the oil-consuming bacteria drive out other bacteria from the ecosystem. It is a bitter truth that there is no perfect method for cleaning oil from the environment because surface collection of oil from water is limited only by environmental conditions and a large part of the oil that is not on the surface remains in the lower layers of water. Even current methods of burning or dispersants and chemical drugs that break down oil faster, but can easily transfer oil pollution to other parts of the ecosystem. Eine Situation, die im Ökosystem Erde leider äußerst schwierig und teilweise nicht kompensierbar ist.
Wie andere Erfindungen hat auch diese Idee/Erfindung das Potenzial, für das Bohren tieferer Bohrlöcher weiterentwickelt und weiter optimiert zu werden. Mit der "Neuen Lasertechnologie-Kühlsystemidee" können wir bei Tiefbohrungen wesentlich zu wesentlich geringeren Kosten als bei herkömmlichen mechanischen Methoden beitragen und letztendlich Zugang zu sauberer und endloser geothermischer Energie für die Stromerzeugung in allen Teilen der Welt erhalten.
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◉ Video zur Beseitigung von Einschränkungen beim Bohren in großen Tiefen durch die Entwicklung und Verbesserung des Kühlsystems der Lasertechnologie / Kategorie: Erfindungen von Ali Pourahmad
◉ Animationskünstler dieses Videos: Ali Pourahmad
◉ Musikkomponist dieses Videos: Ali Pourahmad
◉ Sprecher: Ali Pourahmad
◉ Sprache: Englisch
◉ Untertitel: Keine
Über den Erfinder und Autor dieses Artikels:👇
Wissenschaftliche Erfindungsartikel im Zusammenhang mit der Stromerzeugung :
◉ Die Erfindung eines Kraftwerks, das aus der Erdrotation im Weltraum Strom erzeugt und diesen mittels Laser an einen Bodenempfänger überträgt.
◉ Erfindung eines Kraftwerks, das mithilfe von Schwerkraft und Zentrifugalkraft Elektrizität erzeugt (Schwerkraftmaschine 1)
◉ Erfindung eines Kraftwerks, das mithilfe von Schwerkraft und Zentrifugalkraft Strom erzeugt (Schwerkraftmaschine 2)
◉ Erfindung eines Kraftwerks, das mithilfe der Schwerkraft und aufgehängten Rädern Strom erzeugt (Schwerkraftmaschine 3).
◉ Erfindung eines Kraftwerks, das mithilfe von Schwerkraft und Zentrifugalkraft Strom erzeugt (Schwerkraftmaschine 4)
◉ Erfindung eines Kraftwerks, das mithilfe von Schwerkraft und komplexen physikalischen Gesetzen Strom erzeugt (Gravity Engine 5))
◉ Erfindung der Nutzung von Meerwasser und künstlichen Strudeln zur Stromerzeugung
◉ Die Erfindung, Wasser aus der Tiefsee und von Meeresküsten zu nutzen, um künstliche Dämme zu errichten und Strom zu erzeugen
◉ Die Erfindung der Stromerzeugung aus einer Flüssigkeitszentrifuge mithilfe von Wasser, Schwerkraft und Zentrifugalkraft
Weitere Erfindungen von Ali Pourahmad :
◉ Vollständige Liste der Erfindungen und veröffentlichten wissenschaftlichen Artikel von Ali Pourahmad
◉ Wissenschaftliche Erfindungen von Ali Pourahmad
◉ Ali Pourahmads Science-Fiction-Filme
◉ Ali Pourahmad-Auszeichnungen
◉ Gemälde von Ali Pourahmad
◉ Ali Pourahmad Instrumentalmusik
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