Microturbina de perforación destinada a reducir el riesgo de exploración

Micro drilling turbine (source & copyright: Fraunhofer)

carlos Jorquera 12 Jan 2022

Con la ayuda de la nueva tecnología Micro Turbine Drilling (MTD), a  Fraunhofer IEG le gustaría reducir el riesgo de exploración de pozos profundos geotérmicos en el futuro y, al mismo tiempo, optimizar la capacidad de producción.

Según el Instituto Fraunhofer, el riesgo para descubrir pozos geotérmicos profundos es de alrededor del 30 % hasta la fecha. Para contrarrestar esto, los científicos de Fraunhofer IEG en Bochum han desarrollado una nueva tecnología que pretende reducir el riesgo de descubrimiento antes mencionado por medio de perforaciones secundarias adicionales desde la perforación principal. La tecnología “Micro Turbine Drilling (MTD)” proviene de Niklas Geißler, que trabaja en el Fraunhofer IEG en Bochum y en el Centro de Investigación Fraunhofer-Chalmers para Matemáticas Industriales FCC en Suecia. El Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía apoya el proyecto con una donación de más de 430 000 EUR. Cómo funciona el MTD Con la ayuda de microperforaciones adicionales, se pueden identificar grietas y fisuras circundantes para la extracción de aguas profundas en un radio de 50 m desde la perforación principal. Esto significa que las aguas profundas se pueden localizar en un área de captación mucho más grande. La tecnología se basa en una microturbina de perforación, que está equipada con una broca de diamante. Las dimensiones de la herramienta son solo 10 cm de largo y 3,6 cm de diámetro. La broca se hace girar a través de una manguera resistente a alta presión, que impulsa la turbina con hasta 200 litros de agua por minuto a una presión de entrada de aprox. 100 bares La matriz de carburo de tungsteno y los granos de diamante incorporados en la broca permiten que la microturbina de perforación avance en la roca circundante a 80 000 revoluciones por minuto. Por lo tanto, la tecnología es especialmente adecuada para rocas cristalinas duras como el granito. Al mismo tiempo, también se puede penetrar el acero, lo que ha demostrado su eficacia en vista de la frecuente carcasa de acero en los pozos. “Podemos hacer de dos a tres metros por hora. El agua que impulsa la microturbina también sirve como refrigeración para que el taladro no se sobrecaliente, y también como enjuague para eliminar el polvo de perforación”, dice Geißler.

El MTD muestra similitudes con el llamado Radial Jet Drilling (RJD), que también es un proceso de perforación a base de agua presurizada. Sin embargo, debido a su naturaleza, esto solo es adecuado para trabajos de perforación en roca blanda y, por lo tanto, rara vez se usa para perforación geotérmica profunda. La microturbina se desvía fuera del orificio principal y se introduce en la roca circundante mediante un dispositivo de desviación especial. Una zapata de desviación permite desviar la microturbina hasta un ángulo de aprox. 45 grados desde el orificio principal. En el Laboratorio Subterráneo de Swiss Bedretto (BUL), el proceso de perforación ya ha sido probado varias veces a una profundidad de hasta 350 m, con resultados muy prometedores. Otros pasos en la planificación, además los ruidos de perforación deben registrarse para analizar los patrones de pulso característicos de la turbina de perforación Mirko que se producen durante la perforación. De esta manera, uno no solo puede hacer declaraciones sobre la litología que se ha perforado, sino también determinar si la herramienta de perforación está posiblemente atascada o se está quedando vacía. Para registrar los ruidos de perforación, se transmiten a la tubería de acero como ruido transmitido por la estructura. Áreas de aplicación Según Geißler, el proceso MTD, que fue patentado en 2020, puede usarse no solo para energía geotérmica sino también en pozos profundos en la industria del petróleo y el gas. Especialmente en el campo de la geotecnología o la construcción de túneles, la tecnología de perforación permite perforar perforaciones de anclaje en lugares de difícil acceso.

Fuente:  Fraunhofer IEG via our German partner site TiefeGeothermie