FR2881482A1 - Mechanical energy producing method, involves extracting carbon-di-oxide at supercritical vapor state from underground storage tank and sending vapor through turbine till pressure less than critical pressure of carbon-di-oxide - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait à la production d'énergie mécanique à partirThe present invention relates to the production of mechanical energy from
d'énergie géothermique.of geothermal energy.
La géothermie est une ressource énergétique qui présente de nombreux avantages. Elle évite le recours à des combustibles fossiles épuisables. De plus, elle ne produit pas et évite l'envoi de CO2 à l'atmosphère. Par ailleurs, la géothermie ne présente pas le caractère intermittent de l'énergie solaire ou éolienne. Donc, de ce point de vue, elle est bien adaptée pour une production en base d'électrique. Geothermal energy is an energy resource with many advantages. It avoids the use of exhaustible fossil fuels. Moreover, it does not produce and avoid sending CO2 to the atmosphere. In addition, geothermal energy does not have the intermittent nature of solar or wind energy. So, from this point of view, it is well adapted for a production base electrical.
Une difficulté toutefois provient du fait que, pour des profondeurs communément atteintes par forage, sauf dans des régions où le gradient géothermal est particulièrement élevé, la chaleur d'origine géothermale est disponible à des températures relativement peu élevées, ne dépassant pas 150 C. One difficulty, however, is that for depths commonly achieved by drilling, except in regions where the geothermal gradient is particularly high, geothermal heat is available at relatively low temperatures, not exceeding 150 ° C.
Dans un tel cas, il n'est pas possible de générer de la vapeur d'eau directement dans le sous-sol. On utilise donc une circulation d'eau chaude, en utilisant un doublet géothermique formé par un puits d'injection et un puits de production: l'eau chaude est produite par un premier puits et après échange de chaleur, elle est injectée dans le soussol par un second puits. In such a case, it is not possible to generate water vapor directly in the basement. A circulation of hot water is therefore used, using a geothermal doublet formed by an injection well and a production well: the hot water is produced by a first well and after heat exchange, it is injected into the subsoil by a second well.
Ceci présente de nombreux inconvénients: Il faut circuler des débits très importants d'eau, et, pour une certaine puissance extraite, on ne peut limiter le débit qu'en augmentant l'écart entre la température produite et la température de l'eau réinjectée. De ce fait le rendement du cycle de production d'énergie diminue. This has many disadvantages: It must circulate very large flows of water, and for a certain extracted power, we can limit the flow by increasing the difference between the temperature produced and the temperature of the water reinjected . As a result, the efficiency of the energy production cycle decreases.
- Dans la plupart des cas, il faut réaliser un cycle indirect, dans lequel le fluide du cycle de Rankine est vaporisé par échange de chaleur, ce qui abaisse encore la température de vaporisation, en raison de l'écart de température dans l'échangeur de chaleur. Dans le cas de la géothermie à basse ou moyenne température, on est amené à utiliser un fluide organique, avec les inconvénients que cela représente: disponibilité du fluide, risques liés à sa manipulation, complexité et coût accru de l'installation. - In most cases, an indirect cycle is required, in which the Rankine cycle fluid is vaporized by heat exchange, which further lowers the vaporization temperature, due to the temperature difference in the exchanger heat. In the case of geothermal energy at low or medium temperature, it is necessary to use an organic fluid, with the disadvantages that this represents: fluid availability, risks related to its handling, complexity and increased cost of the installation.
L'eau chaude qui remonte sous pression solubilise des sels présents dans la roche et ceci d'autant plus que la température est élevée. La saumure qui circule dans le doublet géothermique est donc très corrosive. Hot water that rises under pressure solubilizes salts present in the rock and this especially as the temperature is high. The brine circulating in the geothermal doublet is therefore very corrosive.
Le document US 6,668,554 B1 propose d'utiliser du dioxyde de carbone comme fluide pour récupérer de la chaleur géothermique, en le réinjectant à l'état supercritique. Cette exploitation est réalisée dans le contexte de la géothermie en roche sèche, le dioxyde de carbone étant utilisé pour fracturer la roche et circulant ensuite dans les fractures. Le procédé divulgué par le document US 6,668,554 B1 est bien adapté pour des exploitation hautes températures, comprises de préférence entre 150 et 500 C. US 6,668,554 B1 proposes using carbon dioxide as a fluid to recover geothermal heat by re-injecting it in the supercritical state. This exploitation is carried out in the context of geothermal dry rock, carbon dioxide being used to fracture the rock and then circulating in the fractures. The process disclosed in US 6,668,554 B1 is well suited for high temperature operations, preferably between 150 and 500 C.
La présente invention propose de produire de l'énergie mécanique à partir d'énergie géothermique qui permet notamment d'exploiter de façon performante et économique les gisements géothermiques à basse ou moyenne température. The present invention proposes to produce mechanical energy from geothermal energy which makes it possible in particular to operate in a powerful and economical way the geothermal deposits at low or medium temperature.
L'invention consiste à utiliser comme fluide thermodynamique du CO2, qui est injecté en phase liquide dans le sous-sol, est récupéré sous forme de vapeur supercritique à relativement haute pression et haute température, est détendu, refroidi par échange avec un fluide ambiant de refroidissement, et recyclé. The invention consists in using as thermodynamic fluid CO2, which is injected into the liquid phase in the subsoil, is recovered in the form of supercritical steam at relatively high pressure and at high temperature, is expanded, cooled by exchange with an ambient fluid of cooling, and recycled.
De manière générale, la présente invention concerne un procédé de production d'énergie mécanique à partir d'énergie géothermique, dans lequel on effectue les étapes suivantes: - on extrait un fluide à l'état gazeux supercritique d'un réservoir 5 souterrain, le fluide comportant au moins 50% de CO2, on détend le fluide à travers une turbine, - on récupère de l'énergie mécanique sur l'arbre de la turbine, on liquéfie, par exemple par refroidissement, le fluide détendu, - on injecte le fluide liquide dans le réservoir souterrain. In general, the present invention relates to a method for producing mechanical energy from geothermal energy, in which the following steps are carried out: a supercritical gaseous fluid is extracted from an underground reservoir, the fluid comprising at least 50% CO2, the fluid is expanded through a turbine, mechanical energy is recovered from the turbine shaft, the expanded fluid is liquefied, for example by cooling, the liquid fluid in the underground reservoir.
Selon l'invention, on peut détendre le fluide jusqu'à une pression inférieure à la pression critique du CO2. De plus, on peut détendre le fluide jusqu'à une pression supérieure à la pression de condensation du CO2, cette pression de condensation étant prise à la température de liquéfaction du fluide détendu. According to the invention, the fluid can be expanded to a pressure below the critical pressure of CO2. In addition, the fluid can be expanded to a pressure greater than the CO 2 condensation pressure, this condensing pressure being taken at the liquefaction temperature of the expanded fluid.
On peut injecter, en outre, un débit supplémentaire de CO2 destiné à être stocké dans le réservoir souterrain. In addition, an additional flow of CO2 can be injected for storage in the underground reservoir.
Le réservoir souterrain peut être un aquifère et/ou un réservoir d'hydrocarbures. Le réservoir souterrain peut être un milieu formé par une 20 roche gréseuse ou carbonatée. The underground reservoir may be an aquifer and / or a hydrocarbon reservoir. The underground reservoir can be a medium formed by a rocky or carbonate rock.
Selon l'invention, l'extraction et l'injection du fluide peuvent être réalisées à travers des puits comportant des parois revêtues d'une couche de matériau thermiquement isolant. According to the invention, the extraction and injection of the fluid can be carried out through wells having walls coated with a layer of thermally insulating material.
On peut liquéfier ledit fluide en le refroidissant par échange de chaleur 25 avec au moins l'un des éléments suivants de l'air ambiant, de l'eau, un fluide réfrigérant produit par un circuit de réfrigération. It is possible to liquefy said fluid by cooling it by heat exchange with at least one of the following elements of the ambient air, water, a cooling fluid produced by a refrigeration circuit.
Avant l'injection, le fluide peut être stocké sous forme liquide. L'énergie mécanique récupérée peut être transformée en énergie électrique. Before injection, the fluid can be stored in liquid form. The recovered mechanical energy can be transformed into electrical energy.
Le fluide peut comporter moins de 10% d'eau. Plus précisément, le fluide peut comporter plus de 90% de CO2. The fluid may comprise less than 10% water. More specifically, the fluid may comprise more than 90% of CO2.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux 5 compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels: la figure 1 illustre le principe de l'invention, la figure 2 représente un diagramme thermodynamique du CO2, la figure 3 représente un mode de réalisation de l'invention, 10 la figure 4 représente une variante du principe de l'invention. Other features and advantages of the invention will be better understood and will become clear upon reading the description given below with reference to the drawings, of which: FIG. 1 illustrates the principle of the invention, FIG. A thermodynamic diagram of CO2, FIG. 3 represents an embodiment of the invention, FIG. 4 represents a variant of the principle of the invention.
Sur la figure 1, le CO2 se trouve dans un réservoir souterrain R à l'état de vapeur supercritique à une température et une pression, qui dépendent de la profondeur et du gradient géothermique. Par exemple dans le cas d'une profondeur comprise entre 2000 m et 3000 m, la pression est habituellement comprise entre 200 bars et 300 bars, mais peut être plus élevée dans le cas d'un réservoir géo-pressurisé. La température du réservoir peut être comprise entre 70 C et 150 C. In Figure 1, the CO2 is in an underground reservoir R in supercritical vapor state at a temperature and a pressure, which depend on the depth and the geothermal gradient. For example in the case of a depth of between 2000 m and 3000 m, the pressure is usually between 200 bar and 300 bar, but may be higher in the case of a geo-pressurized reservoir. The temperature of the reservoir may be between 70 C and 150 C.
La vapeur de CO2, supercritique remonte à l'état supercritique par le puits de production PR. La vapeur de CO, qui remonte peut être saturée en eau, mais dans le cas d'un gradient thermique moyen de l'ordre de 30 C par kilomètre, la teneur en eau ne dépasse pas quelques pourcents. Dans le cas d'un gradient géothermique élevé la proportion d'eau dans la phase vapeur de CO, qui remonte par le puits de production PR peut devenir relativement importante et dans certains cas dépasser 10%. En d'autres termes, la pression du CO, à l'intérieur du puits PR est supérieure à la pression critique du CO2, c'est-à-dire supérieure à 75 bars. La remontée du CO2 dans le puits PR provoque une baisse de pression. Le fait de remonter de la vapeur de CO, supercritique permet de limiter le poids de la colonne hydrostatique, et donc de limiter la baisse de pression lors de l'extraction du CO,,. Par exemple, si le fluide est au départ à 200 bars et 150 C, à une profondeur de 2000 m dans le réservoir R, la remontée dans le puits se traduit par une baisse de pression de l'ordre de 60 bars. The supercritical CO2 vapor goes back to the supercritical state by the PR production well. The CO vapor which rises can be saturated with water, but in the case of an average thermal gradient of the order of 30 C per kilometer, the water content does not exceed a few percent. In the case of a high geothermal gradient the proportion of water in the CO vapor phase, which goes up through the PR production well can become relatively large and in some cases exceed 10%. In other words, the pressure of the CO inside the PR well is greater than the critical pressure of CO2, that is to say greater than 75 bars. The rise of CO2 in the PR well causes a drop in pressure. Going up supercritical CO vapor limits the weight of the hydrostatic column, and thus limits the pressure drop during CO 2 extraction. For example, if the fluid is initially at 200 bars and 150 C, at a depth of 2000 m in the tank R, the rise in the well results in a pressure drop of the order of 60 bars.
Il est avantageux d'opérer cette remontée en maintenant la température aussi élevée que possible. Pour cela, le puits de remontée est de préférence isolé thermiquement. Ceci permet de minimiser la chute d'enthalpie de la vapeur de CO,. It is advantageous to operate this ascent by keeping the temperature as high as possible. For this, the upwell is preferably thermally insulated. This minimizes the enthalpy drop of the CO 2 vapor.
Le CO, vapeur n'entraînant pas de sels, on évite ainsi les principaux 10 problèmes de corrosion et de dépôts solides liés à la circulation de saumure à haute température. CO, a non-salt vapor, avoids the major problems of corrosion and solid deposition associated with high temperature brine circulation.
A la sortie du puits de production PR, la phase vapeur supercritique est envoyée par le conduit 1 au dispositif de détente Ti. La phase vapeur est ensuite détendue dans le dispositif de détente Ti, en produisant de l'énergie mécanique, qui peut servir à entraîner un générateur électrique. La phase vapeur est détendue jusqu'à une pression inférieure à la pression critique du CO2, par exemple à une pression inférieure à 70 bars. De préférence, la phase vapeur est détendue jusqu'à une pression proche de la pression de condensation. Ensuite, le CO, détendu est évacué du dispositif de détente Ti par le conduit 2. Ainsi par exemple, le CO, est détendu à environ 20 C et environ 60 bars, conditions qui correspondent à un point de rosée du CO,. At the output of the PR production well, the supercritical vapor phase is sent through line 1 to the expansion device Ti. The vapor phase is then expanded in the expansion device Ti, producing mechanical energy, which can be used to drive an electric generator. The vapor phase is expanded to a pressure below the critical pressure of CO2, for example at a pressure below 70 bar. Preferably, the vapor phase is expanded to a pressure close to the condensation pressure. Then, the expanded CO 2 is evacuated from the expansion device Ti via the duct 2. Thus, for example, the CO 2 is expanded to approximately 20 ° C. and approximately 60 bar, conditions which correspond to a CO dew point.
Le CO, détendu est condensé dans l'échangeur de chaleur Cl. Par exemple, le CO, est refroidi par échange de chaleur indirect avec l'eau provenant d'une nappe phréatique, qui est par exemple à une température de 12 C. The CO, expanded is condensed in the heat exchanger Cl. For example, the CO is cooled by indirect heat exchange with water from a water table, which is for example at a temperature of 12 C.
Le CO2 liquide est évacué de l'échangeur de chaleur Cl par le conduit 4, puis est stocké dans le ballon de stockage B1. The liquid CO2 is evacuated from the heat exchanger C1 through the conduit 4, and is stored in the storage tank B1.
En sortie du ballon de stockage B1, le CO, est repris par la pompe P1 et injecté par le conduit 5 dans le puits d'injection PI. At the outlet of the storage tank B1, the CO is taken up by the pump P1 and injected via the pipe 5 into the injection well PI.
En outre, un appoint de CO2 arrivant par le conduit 3 peut également être injecté dans le puits d'injection PI afin d'être stocké dans le réservoir R. Ceci permet l'injection de CO2 dans le sous-sol, qui suscite à l'heure actuelle un intérêt croissant pour limiter les émissions de CO2 dans l'atmosphère. En effet, il a été préconisé récemment d'injecter le CO2 en phase liquide et les conditions nécessaires pour effectuer une telle injection en phase liquide ont été précisées. Le procédé selon l'invention peut être ainsi couplé à un dispositif d'injection de CO2 dans le sous-sol en vue d'un stockage de CO2. Dans ce cas, on fait circuler dans le puits d'injection un débit de CO2 qui est la somme du débit injecté pour être stocké et du débit qui re-circule. In addition, a supplement of CO2 arriving via the conduit 3 can also be injected into the injection well PI to be stored in the reservoir R. This allows the injection of CO2 into the subsoil, which causes the There is now a growing interest in limiting CO2 emissions into the atmosphere. Indeed, it has recently been recommended to inject CO2 into the liquid phase and the conditions necessary to perform such an injection in the liquid phase have been specified. The method according to the invention can thus be coupled to a device for injecting CO2 into the subsoil for the purpose of storing CO2. In this case, a flow of CO2 is circulated in the injection well which is the sum of the injected flow rate to be stored and the re-circulating flow rate.
Le puits d'injection PI est de préférence isolé, pour maintenir la veine fluide à une température aussi basse que possible et ainsi maximiser la remontée de pression au cours de la descente du fluide dans le puits d'injection PI jusque dans le réservoir R. Le CO2 sous forme liquide peut être facilement réinjecté dans un puits. En effet le poids de la colonne hydrostatique du CO2 liquide facilite l'injection. De plus, en injectant le CO2 sous forme liquide, le poids de la colonne hydrostatique dans le puits PI est plus grand que le poids de la colonne hydrostatique de CO2 à l'état de vapeur supercritique dans le puits PR. Cela permet de produire le CO2 en tête du puits PR à une pression supérieure à la pression d'injection du CO2 dans le puits PI. On peut choisir la pression d'injection et/ou la température d'injection du CO2 dans le puits PI de manière à produire du CO2 en tête du puits PR à l'état de vapeur supercritique. Par exemple, on peut ajuster la pression d'injection du CO2 au moyen de la pompe P1 et on peut ajuster la température d'injection du CO2 au moyen de l'échangeur de chaleur Cl. De plus, on peut contrôler et ajuster la pression de production du CO2 au moyen d'une vanne disposée en tête du puits de production PR. The injection well PI is preferably isolated, to maintain the fluid stream at a temperature as low as possible and thus maximize the rise in pressure during the descent of the fluid in the injection well PI into the reservoir R. CO2 in liquid form can be easily reinjected into a well. Indeed the weight of the hydrostatic column of liquid CO2 facilitates the injection. In addition, by injecting the CO2 in liquid form, the weight of the hydrostatic column in the well PI is greater than the weight of the hydrostatic column of CO2 in the state of supercritical vapor in the well PR. This makes it possible to produce CO2 at the top of the PR well at a pressure greater than the CO2 injection pressure in the PI well. The injection pressure and / or the CO2 injection temperature can be selected in the well P1 in order to produce CO2 at the top of the PR well in the supercritical vapor state. For example, the injection pressure of the CO2 can be adjusted by means of the pump P1 and the injection temperature of the CO2 can be adjusted by means of the heat exchanger Cl. In addition, the pressure can be controlled and adjusted. of CO2 production by means of a valve arranged at the top of the production well PR.
Ainsi, selon l'invention, le fait d'injecter le CO2 sous forme liquide permet de produire du CO2 à l'état de vapeur supercritique, puis de produire directement de l'énergie mécanique par détente de cette vapeur de CO2. Selon l'invention, le CO2, du fait de ses caractéristiques thermodynamiques, est particulièrement bien adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour produire de l'énergie mécanique à partir d'énergie géothermique provenant de réservoir à basse ou moyenne température, par exemple comprise entre 70 C et 150 C. Thus, according to the invention, the fact of injecting the CO2 in liquid form makes it possible to produce CO2 in the supercritical vapor state, then to directly produce mechanical energy by expansion of this CO2 vapor. According to the invention, the CO2, because of its thermodynamic characteristics, is particularly well suited to the implementation of the method according to the invention for producing mechanical energy from geothermal energy from a low or medium reservoir. temperature, for example between 70 C and 150 C.
L'exemple numérique présenté ci-après en relation avec le diagramme thermodynamique de la figure 2 permet d'illustrer l'invention. La figure 2 représente les courbes d'équilibre thermodynamique du CO2 dans un diagramme indiquant l'enthalpie en abscisses et la pression en ordonnées. The numerical example presented below in relation to the thermodynamic diagram of FIG. 2 serves to illustrate the invention. FIG. 2 represents the thermodynamic equilibrium curves of the CO2 in a diagram indicating the enthalpy on the abscissa and the pressure on the ordinate.
Le CO2 est stocké dans un réservoir souterrain à une profondeur de l'ordre de 2000 m, à une pression de l'ordre de 260 bars (point (1) sur le diagramme) et à la température de 130 C. En tête du puits de remontée PR, la pression est de l'ordre de 200 bars et la température est d'environ 120 C (point (2) sur le diagramme). Après détente dans la turbine Tl, la pression est proche de 60 bars (point (3) sur le diagramme) . Le rendement isentropique de la turbine de détente étant de 90 %, le travail mécanique produit est de 54 kJ/kg de CO2. Ainsi, si on fait circuler un million de tonnes par an de CO2, la puissance mécanique produite dans la turbine Ti est d'environ 6,75 MW. The CO2 is stored in an underground reservoir at a depth of about 2000 m, at a pressure of about 260 bar (point (1) on the diagram) and at a temperature of 130 C. At the head of the well the pressure is of the order of 200 bar and the temperature is about 120 C (point (2) on the diagram). After expansion in the turbine T1, the pressure is close to 60 bar (point (3) in the diagram). The isentropic efficiency of the expansion turbine being 90%, the mechanical work produced is 54 kJ / kg of CO2. Thus, if one million tons of CO2 are circulated per year, the mechanical power produced in the Ti turbine is about 6.75 MW.
Le CO2 est ensuite condensé à 20 C et ressort du condenseur Cl à 60 bars et 20 C (point (4) sur le diagramme). Il est ensuite injecté dans le puits d'injection, dans lequel la pression remonte sous l'effet de la gravité. Lorsque le CO2 circule dans le réservoir R, sa température augmente jusqu'à atteindre la température du réservoir R (point (1) sur le diagramme). The CO2 is then condensed at 20 ° C. and leaves the condenser C1 at 60 bars and 20 ° C. (point (4) in the diagram). It is then injected into the injection well, in which the pressure rises under the effect of gravity. When the CO2 circulates in the tank R, its temperature increases until reaching the temperature of the tank R (point (1) on the diagram).
Le réservoir R peut être tout type de sous-sol formant un milieux poreux et perméable, pouvant servir de volume de stockage pour le dioxyde de carbone injecté. The reservoir R can be any type of subsoil forming a porous and permeable medium, which can serve as a storage volume for the injected carbon dioxide.
Ce milieu poreux et perméable peut être formé par exemple par une 5 couche de grès ou par un milieu carbonaté, surmonté par une couverture imperméable, telle de l'argile ou du schiste. This porous and permeable medium may be formed for example by a layer of sandstone or by a carbonate medium, surmounted by an impermeable cover, such as clay or shale.
Le milieu poreux est typiquement occupé par un aquifère. La profondeur de l'aquifère dans lequel le dioxyde de carbone est injecté peut se situer par exemple entre 100 m et 3000 m de profondeur. La température peut se situer par exemple entre 70 C et 150 C. The porous medium is typically occupied by an aquifer. The depth of the aquifer into which the carbon dioxide is injected may be, for example, between 100 m and 3000 m deep. The temperature may for example be between 70 ° C. and 150 ° C.
Le milieu poreux et perméable peut également être occupé au départ par un hydrocarbure et notamment par un pétrole brut. Dans ce cas, l'injection de CO2 peut contribuer à améliorer la récupération du pétrole contenu dans le réservoir formé par le milieu poreux. The porous and permeable medium can also be initially occupied by a hydrocarbon and in particular by a crude oil. In this case, the CO2 injection can contribute to improving the recovery of the oil contained in the reservoir formed by the porous medium.
La production d'énergie par détente de dioxyde de carbone vaporisé est de préférence combinée avec un stockage de dioxyde de carbone dans le soussol. En période de stockage, le débit injecté dans le sous-sol est supérieur au débit soutiré. The vaporized carbon dioxide expansion energy production is preferably combined with a storage of carbon dioxide in the subsoil. In storage period, the flow injected into the basement is greater than the flow withdrawn.
En référence à la figure 3, chacun des puits de production et d'injection peut comprendre plusieurs parties (4 et 6, 7 et 9), correspondant à des phases successives de forage. Chacun des puits est cimenté et isolé. Le CO2 à l'état de vapeur supercritique est évacué par le puits de production PR, à travers le tube de production 10. Le tube 10 est placé dans un puits comportant les cuvelages de puits 7 et 9 de section décroissante avec la profondeur, du fait qu'il est foré par phases successives avec des outils de diamètre décroissant. Dans la partie basse du cuvelage 7, le tubage est maintenu par des moyens d'étanchéité. Le CO2 refroidi est injecté dans le puits d'injection PI. Il circule dans le tube 3, placé dans un puits PI comportant les cuvelages de puits 4 et 6 de section décroissante avec la profondeur. With reference to FIG. 3, each of the production and injection wells may comprise several parts (4 and 6, 7 and 9), corresponding to successive drilling phases. Each well is cemented and isolated. The CO 2 in the supercritical vapor state is evacuated by the production well PR, through the production tube 10. The tube 10 is placed in a well comprising the casings of wells 7 and 9 of decreasing section with the depth, the it is drilled in successive phases with tools of decreasing diameter. In the lower part of the casing 7, the casing is held by sealing means. The cooled CO2 is injected into the injection well PI. It circulates in the tube 3, placed in a well PI comprising well casings 4 and 6 of decreasing section with the depth.
Lorsque la température du fluide externe de refroidissement ne permet pas de refroidir le CO2 au dessous de sa température critique et de le condenser en phase liquide, on peut refroidir le CO, de manière à le condenser en utilisant un cycle frigorifique, qui est entraîné en prélevant, par exemple, une fraction de la puissance mécanique produite par la machine de détente. La figure 4 représente une partie du procédé de la figure 1, dans lequel on a remplacé l'échangeur Cl par l'échangeur E1. En référence à la figure 4, le CO, vapeur sortant de la turbine de détente Ti est refroidi clans l'échangeur E 1, par un fluide frigorigène, qui est vaporisé dans l'échangeur El, comprimé dans le compresseur K1, puis condensé dans le condenseur C, par échange avec le fluide ambiant de refroidissement eau ou air disponible, puis détendu dans la vanne de détente Vl et recyclé à l'échangeur El. When the temperature of the external cooling fluid does not allow the CO2 to be cooled below its critical temperature and to condense it in the liquid phase, the CO can be cooled so as to condense it by using a refrigerating cycle, which is entrained in taking, for example, a fraction of the mechanical power produced by the expansion machine. FIG. 4 represents a part of the process of FIG. 1, in which exchanger C1 has been replaced by exchanger E1. With reference to FIG. 4, the CO, vapor leaving the expansion turbine Ti is cooled in the exchanger E 1 by a refrigerant, which is vaporized in the exchanger E1, compressed in the compressor K1, and then condensed in the condenser C, by exchange with the ambient cooling fluid water or air available, then expanded in the expansion valve Vl and recycled to the exchanger El.
Différentes dispositions peuvent être adoptées dans le cadre de l'invention. Il est possible par exemple d'utiliser plusieurs puits de production associés à un ou plusieurs puits d'injection. Différentes distances entre les puits et différentes géométries dans la disposition des puits peuvent être utilisées, sans sortir du cadre de la présente invention. Various provisions may be adopted in the context of the invention. For example, it is possible to use several production wells associated with one or more injection wells. Different distances between the wells and different geometries in the arrangement of the wells can be used, without departing from the scope of the present invention.
Il est également possible d'utiliser différentes géométries de puits: déviés ou horizontaux, pour exploiter au mieux la ressource géothermale. It is also possible to use different geometries of wells: deviated or horizontal, to make the best use of the geothermal resource.
Après détente, il est également possible de refroidir le CO, en chauffant une installation ou un ensemble résidentiel. After relaxation, it is also possible to cool the CO, by heating an installation or a residential complex.
Différents matériaux et différents types d'équipements peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Les tubages des puits peuvent être réalisés en acier, en recevant un revêtement anti-corrosion. Les échangeurs utilisés peuvent être de type tubes-calandre ou à plaques. Le dispositif de détente est constitué de préférence par une turbine, mais peut être également constitué par une machine à pistons. Different materials and different types of equipment can be used without departing from the scope of the invention. The casings of the wells can be made of steel, receiving an anti-corrosion coating. The exchangers used may be tube-calender or plate type. The expansion device is preferably constituted by a turbine, but may also be constituted by a piston machine.
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