IT202100017711A1 - Metodo per installare un impianto geotermico, metodo per sfruttare energia geotermica, e impianto geotermico - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"METODO PER INSTALLARE UN IMPIANTO GEOTERMICO, METODO PER SFRUTTARE ENERGIA GEOTERMICA, E IMPIANTO GEOTERMICO"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per installare un impianto geotermico.

La presente invenzione ha inoltre per oggetto un metodo per sfruttare energia geotermica.

Com'? noto, il sottosuolo pu? presentare zone a temperatura particolarmente elevata (es. 250?C - 300?C).

Alcune soluzioni attualmente disponibili per lo sfruttamento dell'energia geotermica prevedono l'estrazione dell'acqua calda presente nella formazione e nella successiva re-immissione dell'acqua una volta che, giunta in superficie, ha ceduto il proprio calore.

La Richiedente osserva tuttavia che le acque delle formazioni calde contengono spesso metalli e minerali altamente corrosivi, e possono creare depositi nelle condutture degli scambiatori, causando quindi costi molto elevati di gestione dei pozzi geotermici. Inoltre, la produzione di acqua calda e la re-iniezione a bassa temperatura nelle formazioni pu? provocare problemi micro-sismici. In aggiunta a quanto sopra, pu? capitare che l'acquifero non sia presente o si esaurisca rapidamente, e quindi il pozzo geotermico deve essere chiuso e abbandonato - situazione particolarmente svantaggiosa alla luce dei costi da sostenere per la realizzazione, la messa in opera del pozzo e la sua chiusura mineraria.

Il documento US 2017/130703 Al descrive tecniche per identificare le zone in cui perforare il terreno per realizzare un pozzo geotermico. Tuttavia, questo documento non fornisce indicazioni concrete relativamente alla realizzazione del pozzo e dell'impianto.

Il documento US 2012/0174581 Al descrive l'impiego di pozzi abbandonati per lo sfruttamento di energia geotermica. In maggiore dettaglio, viene eseguita una prima perforazione, a partire da un primo pozzo, fino a giungere ad una formazione geotermica; giunti presso la zona desiderata, le aste di perforazione vengono estratte dal primo pozzo e viene inserito un primo tubaggio. Viene poi eseguita una seconda perforazione, a partire da un secondo pozzo, fino a raggiungere la medesima formazione geotermica ed in particolare fino al punto terminale della prima perforazione. Dopo la rimozione delle aste di perforazione dal secondo pozzo, viene inserito nel secondo pozzo un sistema di recupero per giungere al tubaggio inserito nel primo pozzo, e tirare il tubaggio nel secondo pozzo.

La Richiedente osserva che la tecnica descritta in US 2012/0174581 Al risulta assai complessa e richiede un elevato numero di fasi che, complessivamente, necessitano di tempi decisamente lunghi per poter essere svolte.

Scopo della presente invenzione ? permettere la realizzazione di un impianto geotermico che non necessiti dell'acquifero presente nella formazione, ed eviti quindi i problemi di corrosione e depositi nelle condutture sopra menzionati, nonch? i problemi di eventuale esaurimento dell'acquifero stesso.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? quindi la realizzazione di un impianto geotermico composto da un tubaggio a U chiuso, in grado di evitare disturbi alla formazione geologica ed eliminare rischi e problemi associati alla micro-sismicit?.

Scopo ultimo della presente invenzione ? quindi fornire una tecnica di installazione di un impianto geotermico che possa essere realizzata in modo semplice e relativamente rapido, impattando quindi in modo limitato sui costi complessivi del progetto.

In accordo con un primo aspetto, l'invenzione riguarda un metodo per installare un impianto geotermico.

Preferibilmente, il metodo comprende predisporre una attrezzatura di perforazione.

Preferibilmente, l'attrezzatura di perforazione include una struttura di supporto.

Preferibilmente, l'attrezzatura di perforazione include un modulo terminale.

Preferibilmente, il modulo terminale ? montato su detta struttura di supporto.

Preferibilmente, il metodo comprende eseguire, tramite detta attrezzatura di perforazione, eseguire una perforazione nel suolo.

Preferibilmente, detta perforazione viene eseguita in successione lungo un primo tratto sostanzialmente verticale, un secondo tratto sostanzialmente orizzontale ed un terzo tratto sostanzialmente verticale.

Preferibilmente, detto primo, secondo e terzo tratto formano un pozzo conformato sostanzialmente a "U".

Preferibilmente, detto primo tratto presenta un ingresso, in superficie, dove detta perforazione viene iniziata.

Preferibilmente, detto terzo tratto presenta un'uscita, in superficie, dove la perforazione viene terminata.

Preferibilmente, detto pozzo attraversa una zona geotermica GZ. Preferibilmente, il metodo comprende disporre un tubaggio in detto pozzo.

Preferibilmente, detto tubaggio si estende tra l'ingresso di detto primo tratto e l'uscita di detto terzo tratto.

Preferibilmente, il metodo comprende predisporre un sistema di sfruttamento termico.

Preferibilmente, il sistema di sfruttamento termico ? associato ad una estremit? assiale di detto tubaggio.

Preferibilmente, il metodo prevede di predisporre un sistema idraulico configurato per far circolare in detto tubaggio un fluido termovettore, in modo che detto fluido termovettore assorba calore da detta zona geotermica e lo rilasci presso detto sistema di sfruttamento termico.

Preferibilmente, detto tubaggio viene alloggiato in detto pozzo durante la perforazione, mediante una tecnica di Directional Casing Dr?iling.

Alternativamente, alloggiare il tubaggio nel pozzo comprende vincolare, al termine di detta fase di perforazione, il tubaggio a detta struttura di supporto.

Preferibilmente, alloggiare il tubaggio nel pozzo comprende estrarre, dall'ingresso di detto primo tratto, la struttura di supporto, trascinando detto tubaggio in detto pozzo, in modo che detto tubaggio si estenda tra l'ingresso di detto primo tratto e l'uscita di detto terzo tratto.

Preferibilmente, prima di vincolare il tubaggio alla struttura di supporto, il modulo terminale viene rimosso.

Preferibilmente, vincolare il tubaggio alla struttura di supporto comprende predisporre un elemento di connessione.

Preferibilmente, l'elemento di connessione ? dotato di un corpo principale presentante una prima estremit? ed una seconda estremit?.

Preferibilmente l'elemento di connessione ? in grado di essere solidale a detto tubaggio e in grado di ruotare in modo svincolato dalla struttura di supporto.

Preferibilmente, vincolare il tubaggio alla struttura di supporto comprende collegare la prima estremit? del corpo principale alla struttura di supporto.

Preferibilmente, detto corpo principale presenta, in corrispondenza della propria prima estremit?, un giunto per disaccoppiare in rotazione detto tubaggio e detta struttura di supporto.

Preferibilmente, vincolare il tubaggio alla struttura di supporto comprende collegare la seconda estremit? del corpo principale al tubaggio.

Preferibilmente, detto corpo principale presenta una camera interna ed una pluralit? di fori che mettono detta camera interna in comunicazione di fluido con l'esterno.

Preferibilmente, collegare la prima estremit? del corpo principale con la struttura di supporto comprende mettere in comunicazione di fluido detta camera interna con una cavit? assiale radialmente interna di una o pi? aste di detto segmento terminale.

Preferibilmente, detto metodo comprende, durante la fase di estrazione della struttura di supporto dall'ingresso del primo tratto, far scorrere in detta struttura di supporto un materiale lubrificante, in modo che detto materiale lubrificante scorra nella cavit? assiale radialmente interna di una o pi? aste di detto segmento terminale, giunga nella camera interna del corpo principale e fuoriesca tramite detti fori.

Preferibilmente, detto tubaggio comprende una pluralit? di porzioni, che vengono montate progressivamente mentre il tubaggio viene alloggiato nel pozzo.

In accordo con un secondo aspetto, l'invenzione riguarda un metodo per sfruttare energia geotermica.

Preferibilmente, detto metodo per sfruttare energia geotermica comprende installare un impianto geotermico eseguendo il metodo per installare un impianto geotermico.

Preferibilmente, detto metodo per sfruttare energia geotermica comprende attivare detto sistema idraulico per far scorrere in detto tubaggio un fluido termovettore, in modo che detto fluido termovettore assorba calore da detta zona geotermica e lo rilasci presso detto sistema di sfruttamento termico.

Preferibilmente, detto metodo per sfruttare energia geotermica comprende attivare detto sistema di sfruttamento termico.

Preferibilmente, il fluido termovettore in uscita da detto sistema di sfruttamento termico viene reimmesso in detto tubaggio per raggiungere nuovamente detta zona geotermica e assorbire nuovamente calore.

In accordo con un terzo aspetto, l'invenzione riguarda un impianto geotermico installato secondo detto metodo per installare un impianto geotermico e preferibilmente operante secondo detto metodo per sfruttare energia geotermica.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita e non esclusiva dell'invenzione. Tale descrizione ? fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch'esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui:

- la figura 1 mostra schematicamente un impianto geotermico realizzato in accordo con la presente invenzione;

- le figure 2-4 mostrano schematicamente un primo insieme di fasi di un metodo in accordo con la presente invenzione;

- le figura 5-7 mostrano schematicamente un secondo insieme di fasi di un metodo in accordo con la presente invenzione;

- le figure 8-9 mostrano schematicamente un esempio di realizzazione di un elemento che pu? essere impiegato nel metodo in accordo con la presente invenzione;

- le figure 10-11 rappresentano schematicamente possibili configurazioni operative di parti di un impianto in accordo con la presente invenzione.

Con riferimento alle unite figure, con il riferimento numerico 1 ? stato indicato un impianto geotermico realizzato in accordo con la presente invenzione.

L'impianto 1 comprende un pozzo W, che si estende nel sottosuolo. Il pozzo W comprende: un primo tratto T1, sostanzialmente verticale; un secondo tratto T2, sostanzialmente orizzontale; un terzo tratto T3, sostanzialmente verticale.

Il primo tratto T1 presenta un ingresso IN; il terzo tratto T3 presenta una uscita OUT. In figura 1, il riferimento S rappresenta la superficie del suolo.

Il pozzo W, ed in particolare il secondo tratto T2, attraversa una zona geotermica GZ.

Si noti che, con riferimento ai tratti T1-T3, "sostanzialmente verticale" o "sostanzialmente orizzontale" significa avente, rispettivamente, una componente significativa orizzontale o verticale.

In termini pratici, il primo tratto T1 presenta, lungo il proprio sviluppo, un aumento di profondit?, cos? che dall'ingresso IN ci si possa avvicinare alla zona geotermica GZ. Come detto, il primo tratto T1 pu? non essere esattamente verticale.

Il secondo tratto T2 preferibilmente attraversa la zona geotermica GZ, e lungo il proprio sviluppo tende ad allontanarsi dal primo tratto T1 -con eventuali cambi di profondit?, che comunque non influiscono sul funzionamento dell'intero sistema.

Il terzo tratto T3, lungo il proprio sviluppo, prevede una progressiva diminuzione di profondit?, fino a giungere all'uscita OUT. Come detto, il terzo tratto T3 pu? non essere esattamente verticale.

In sintesi, il pozzo W ? strutturato in modo da giungere ad una certa profondit?, attraversare la zona geotermica GZ, e risalire poi in superficie.

Il pozzo W pu? avere profondit? chiaramente variabili in funzione dell'effettiva localizzazione della zona geotermica GZ.

Nel pozzo W ? disposto un tubaggio 10. Il tubaggio 10 ? realizzato in materiale resistente alla corrosione, ad esempio in acciaio, lega, materiale polimerico o composito.

Il tubaggio 10 si estende con continuit? dall'ingresso IN del primo tratto T1 all'uscita OUT del terzo tratto T3.

Il tubaggio 10 ? preferibilmente realizzato da una pluralit? di porzioni o singoli tubi, assialmente uniti tra loro in modo da estendersi per l'intera lunghezza del pozzo W.

Nel tubaggio 10 viene fatto scorrere un fluido termovettore. Il fluido termovettore ha il compito di assorbire calore presso la zona geotermica GZ e portarlo in superficie in modo che possa essere sfruttato.

A questo scopo, l'impianto 1 comprende un sistema di sfruttamento termico 20.

In una forma di realizzazione, il sistema di sfruttamento termico 20 pu? comprendere un apparecchio per la generazione di idrogeno ("H2 verde", in questo caso, dato che viene generato impiegando una fonte di energia rinnovabile), tramite ad esempio elettrolisi, posizionato a valle del suddetto scambiatore. In altri termini, il fluido termovettore in uscita dallo scambiatore pu? essere fornito all'apparecchio per la generazione di H2 verde.

In una forma di realizzazione, il sistema di sfruttamento termico 20 pu? comprendere ulteriori dispositivi, preferibilmente collegati a valle dell'apparecchio per la generazione di H2 verde, finalizzati allo sfruttamento del calore residuo per riscaldamento civile e/o per l'agricoltura.

In una forma di realizzazione, il fluido termovettore proveniente dal tubaggio 10 viene direttamente utilizzato dal sistema di sfruttamento termico 20. Ad esempio, il fluido termovettore pu? essere posto in ingresso ad una turbina collegata ad un generatore elettrico, per la conversione del calore in energia elettrica. Nello schema di figura 10, la freccia "A" rappresenta il fluido termovettore ad elevata temperatura proveniente dal tubaggio 10, il riferimento 21 rappresenta una turbina, la freccia "B" rappresenta il fluido termovettore a temperatura minore, che pu? essere ricircolato nel tubaggio 10 dall'estremit? opposta (eventualmente dopo essere stato impiegato per altre applicazioni che richiedono minor apporto di calore rispetto alla turbina), ed il riferimento 22 rappresenta un generatore elettrico, che sfrutta la movimentazione meccanica della turbina per generare energia elettrica.

In una forma di realizzazione, il sistema di sfruttamento termico 20 ? dotato di uno scambiatore, in cui il fluido termovettore proveniente dal tubaggio 10 cede calore ad un diverso fluido, e quest'ultimo viene impiegato in una turbina per la conversione in energia elettrica e/o nell'apparecchio per la generazione di H2 verde e/o ulteriori dispositivi finalizzati allo sfruttamento di calore per riscaldamento civile e/o per l'agricoltura. Nello schema di figura 11, la freccia "A" rappresenta il fluido termovettore ad elevata temperatura proveniente dal tubaggio 10, il riferimento 23 rappresenta uno scambiatore, la freccia "B" rappresenta il fluido termovettore a temperatura minore, che pu? essere ricircolato nel tubaggio 10 dall'estremit? opposta; il riferimento 21 rappresenta una turbina, e le frecce "C" rappresentano il percorso di un fluido diverso dal fluido termovettore circolante nel tubaggio 10 ed impiegato nel sistema di sfruttamento termico 20. La turbina 21 fornisce energia meccanica che viene sfruttata dal generatore elettrico 22 per generare energia elettrica. Si noti che il percorso definito dalle frecce "C" pu? anche essere pi? articolato, e raggiungere anche altri apparecchi/dispositivi facenti parte del sistema 20 - come sopra descritto.

Il fluido termovettore di ritorno dal sistema di sfruttamento termico 20 viene condotto nuovamente nel tubaggio 10, in modo che ritorni presso la formazione geotermica GF ed assorba nuovamente calore.

La Richiedente osserva che, a titolo esemplificativo, il fluido termovettore in uscita dal tubaggio 10 pu? avere una temperatura prossima a quella della formazione geologica calda; il fluido termovettore in uscita dallo scambiatore per la generazione di energia elettrica ha una temperatura inferiore ma sufficientemente elevata per poter essere ancora sfruttabile.

Il fluido termovettore viene fatto circolare grazie ad un sistema idraulico 30, comprendente preferibilmente una apparecchiatura di pompaggio 31 ed un ramo di ricircolo 32, che collega il sistema di sfruttamento termico 20 con l'apparecchiatura di pompaggio 31.

Si noti che il posizionamento del ramo di ricircolo 32 e dell'apparecchiatura di pompaggio 31 mostrato in figura 1 ? del tutto esemplificativo; ad esempio, l'apparecchiatura di pompaggio 31 pu? anche essere posizionata diversamente, a monte del ramo di ricircolo 32, qualora fosse pi? comodo o conveniente.

Si noti che il sistema di sfruttamento termico 20 ? stato rappresentato presso l'uscita OUT del terzo tratto T3 meramente a titolo esemplificativo. Il sistema di sfruttamento termico 20 pu? essere posizionato ovunque risulti necessario o conveniente.

Si noti altres? che il flusso del fluido termovettore ? stato rappresentato dall'ingresso IN del primo tratto T1 all'uscita OUT del terzo tratto T3 (per poi essere ricircolato per tornare all'ingresso IN del primo tratto T1) meramente a titolo esemplificativo. Il sistema pu? infatti funzionare in modo del tutto analogo facendo circolare il fluido termovettore in direzione opposta.

Per l'installazione dell'impianto 1 ? possibile procedere come descritto di seguito.

Si procede inizialmente con la perforazione sostanzialmente verticale del primo tratto T1, a partire dall'ingresso IN - che, in pratica, costituisce il punto in cui viene iniziata la perforazione (figura 2).

Una volta raggiunta la profondit? necessaria (cio? sostanzialmente la profondit? della zona geotermica GZ), viene sensibilmente modificata la direzione di perforazione, procedendo in direzione sostanzialmente orizzontale e generando in questo modo il secondo tratto T2 (figura 3).

Dopo aver attraversato la zona geotermica GZ, viene nuovamente modificata la direzione di perforazione, ritornando verso la superficie e generando in questo modo il terzo tratto T3. Il pozzo W ? sostanzialmente concluso quando si giunge all'uscita OUT del terzo tratto T3 (figura 4).

La perforazione del primo, secondo e terzo tratto T1-T3 viene eseguita in modo di per s? noto. In estrema sintesi, viene predisposta una attrezzatura di perforazione DE.

L'attrezzatura di perforazione DE comprende una struttura di supporto 200, preferibilmente formata da una pluralit? di segmenti 200'; ciascun segmento 200' pu? essere formato da una o pi? aste di perforazione ("drill stand"). La struttura di supporto 200 presenta una prima estremit?, che rimane in superficie ed ? associata agli organi/dispositivi che promuovono e controllano la perforazione. La struttura di supporto 200 presenta una seconda estremit?, opposta alla prima estremit?. L'ultimo segmento 210 presente presso la seconda estremit? ? indicato come "segmento terminale". Al segmento terminale 210 ? vincolato un modulo terminale 220.

Ad esempio, il modulo terminale 220 pu? essere uno scalpello ("drill bit"). Un organo di movimentazione (non illustrato) installato in superficie impartisce una pressione e un moto di rotazione alla struttura di supporto 200 e quest'ultima lo trasmette allo scalpello, cos? da eseguire la perforazione.

In una forma di realizzazione, l'utilizzo di uno scalpello (quale ad esempio quello indicato qui sopra) pu? essere accompagnato dall'impiego di un metodo di perforazione NSD (Non-Stop Drilling). Questo metodo permette di non interrompere la circolazione del fluido di perforazione e di mantenere limitato l'aumento di temperatura dello scalpello ogni volta che deve essere aggiunto un nuovo segmento della struttura di supporto 200. A titolo esemplificativo, pu? essere impiegata la tecnologia descritta nel brevetto statunitense US 11,002,074.

Nell'ambito della presente invenzione possono anche essere usate altre tecniche di perforazione, quale ad esempio la perforazione laser in combinazione con la perforazione meccanica (cio? con scalpello).

La Richiedente osserva che la perforazione laser, combinata con la perforazione meccanica, ? basata sul principio di trasferire energia luminosa dalla superficie (fuori terra) alla formazione rocciosa con lo scopo di fratturare ed indebolire la stessa, mentre lo scalpello provvede a rimuovere i detriti rocciosi. La struttura di supporto 200, in questo caso, pu? comprendere i cablaggi necessari a portare i raggi presso il punto in cui la perforazione deve essere eseguita.

? previsto che, in modo di per s? noto, durante la perforazione venga alimentato alla struttura di supporto (ed in particolare alle aste che compongono i vari segmenti) un fango di perforazione, che fuoriesce in corrispondenza del modulo terminale 220.

Come detto, il pozzo W viene realizzato partendo dall'ingresso IN del primo tratto T1 fino a giungere all'uscita OUT del terzo tratto T3.

Nel pozzo W viene posizionato il tubaggio 10.

In una forma di realizzazione, il tubaggio 10 viene progressivamente posizionato mentre viene eseguita la perforazione, utilizzando ad esempio una tecnica di Directional Cas?ng Dii Ili ng. Una tecnologia di questo tipo ? descritta, per esempio, nell'articolo scientifico "A review ori cas?ng while drilling technology for oil and gas production with well control model and economical analysis", pubblicato su "Petroleum", Volume 5, Issue 1, March 2019, Pages 1-12, disponibile al seguente link:

ultimo accesso 2 luglio 2021).

In una forma di realizzazione, il tubaggio 10 viene posizionato nel pozzo W al termine della fase di perforazione.

In maggiore dettaglio, una volta che il modulo terminale 220 ? emerso dall'uscita OUT del terzo tratto T3, viene vincolato il tubaggio 10 alla struttura di supporto 200, ed in particolare al segmento terminale 210 della stessa.

In una forma di realizzazione, prima di vincolare il tubaggio 10 alla struttura di supporto 200, viene rimosso il modulo terminale 220.

Ad esempio, pu? essere predisposto un elemento di connessione 100, quale ad esempio quello mostrato nelle figure 8-9.

L'elemento di connessione 100 ? dotato di un corpo principale 110 presentante una prima estremit? 110a ed una seconda estremit? 110b. La prima estremit? 110a del corpo principale 110 viene collegata alla struttura di supporto 200, ed in particolare al segmento terminale 210. La seconda estremit? 110b del corpo principale 110 viene collegata al tubaggio 10.

Preferibilmente, il corpo principale 110 dell'elemento di connessione 100 presenta una camera interna 120 ed una pluralit? di fori 130 che mettono la camera interna stessa in comunicazione di fluido con l'esterno.

Il collegamento tra la prima estremit? 110a del corpo principale 110 e la struttura di supporto 200 mette in comunicazione di fluido la camera interna 120 con la cavit? assiale radialmente interna di una o pi? aste del segmento terminale 210.

La prima estremit? 110a ? preferibilmente dotata di una filettatura, in modo da accoppiarsi ad una corrispondente filettatura presente sull'estremit? del segmento terminale 210 e vincolare l'elemento di connessione 100 alla struttura di supporto 200 tramite avvitamento. La filettatura presente sulla prima estremit? 110a ? preferibilmente sostanzialmente uguale alla filettatura presente su una porzione di impegno del modulo terminale 220 (es. lo scalpello). Tramite la propria porzione di impegno, il modulo terminale 220 viene vincolato al segmento terminale 210 della struttura di supporto 200.

La prima estremit? 110a ? preferibilmente aperta, nel senso che eventuali fluidi che dovessero scorrere nel segmento terminale 210 (provenienti dalle attrezzature in superficie, e guidati fino al segmento terminale 210 dagli altri segmenti facenti parte della struttura di supporto 200) della struttura di supporto 200 potrebbero giungere nella cavit? interna 120 attraverso la prima estremit? 110a.

La seconda estremit? 110b preferibilmente non presenta una filettatura. In una forma di realizzazione preferita, il vincolo con il tubaggio 10 viene ottenuto tramite saldatura.

La seconda estremit? 110b ? preferibilmente chiusa, nel senso che eventuali fluidi presenti nella camera interna 120 non avrebbero la possibilit? di fuoriuscire attraverso la seconda estremit? 110b stessa. In termini pratici, la parete 110b' schematicamente mostrata in figura 9 non presenta n? fori n? aperture.

Come schematicamente mostrato nelle figure 8-9, il corpo principale 110 dell'elemento di connessione 100 pu? avere forma sostanzialmente tronco-conica (con sezione della prima estremit? 110a minore della sezione della seconda estremit? 110b). ? tuttavia previsto che possa presentare anche conformazioni diverse.

Una volta che il tubaggio 10 ? vincolato al segmento terminale 210, la struttura di supporto 200 viene estratta dall'ingresso IN del primo tratto T1. Durante questa estrazione, la struttura di supporto 200 trascina il tubaggio 10 nel pozzo W, e il tubaggio 10 si estende quindi dall'ingresso IN del primo tratto T1 all'uscita OUT del terzo tratto T3.

La struttura di supporto 200 viene estratta dalla stessa apertura (ad esempio, l'ingresso IN del primo tratto T1) in cui era stata inserita in fase di perforazione.

Le figure 5-7 mostrano la progressiva estrazione della struttura di supporto 200 dal pozzo W, che trascina i tratti 10', 10" e 10'" del tubaggio 10.

Come sopra accennato, il tubaggio 10 ? preferibilmente realizzato da una pluralit? di porzioni o singoli tubi, assialmente uniti tra loro in modo da estendersi per l'intera lunghezza del pozzo W. Le varie porzioni vengono preferibilmente aggiunte progressivamente, in sequenza, mentre il tubaggio viene trascinato dalla struttura di supporto 200 durante la fase di estrazione.

In una forma di realizzazione, ciascuna porzione del tubaggio 10 viene fissata alla porzione precedente e/o alla porzione successiva tramite saldatura. A titolo esemplificativo, pu? essere usata una saldatura laser secondo quanto descritto nella domanda di brevetto europeo EP 3 582 925, i cui contenuti sono qui interamente incorporati per riferimento. In un diverso esempio realizzativo, pu? essere utilizzata una tecnica di saldatura a filo continuo del tipo MIG (Metal -arc Inert Gas ) o MAG ( Metal-arc Act?ve Gas).

Si noti che, per estrarre la struttura di supporto 200 dal pozzo W, vengono utilizzate attrezzature di per s? note (che non verranno quindi descritte in dettaglio), solitamente impiegate per estrarre la struttura di supporto 200 ed il modulo terminale 220 al termine di una perforazione.

Durante la fase di estrazione, al tubaggio 10 pu? essere applicata una rotazione in modo da favorire il trascinamento. La rotazione ? applicata tramite una struttura posizionata in corrispondenza del l'uscita OUT del tratto T3.

Preferibilmente l'elemento di connessione 100 ? solidale al tubaggio 10. In questo modo, nel caso di rotazione impartita al tubaggio 10, la medesima rotazione risulta applicata all'elemento di connessione 100 stesso. Ad esempio, come detto, la seconda estremit? 110b del corpo principale 110 ? saldata al tubaggio 10.

Preferibilmente, la rotazione alla quale viene sottoposto il tubaggio 10 non viene trasmessa alla struttura di supporto 200.

In particolare, il corpo principale 110 pu? presentare, in corrispondenza della propria prima estremit? 110a, un giunto per disaccoppiare in rotazione il tubaggio 10 (e la parte di elemento di connessione 100 ad esso solidale) e la struttura di supporto 200.

Preferibilmente, durante la fase di estrazione della struttura di supporto 200 dall'ingresso IN del primo tratto T1, ? possibile far scorrere nella struttura di supporto 200 un materiale lubrificante; quest'ultimo scorre in particolare nella cavit? assiale radialmente interna di una o pi? aste del segmento terminale 210 e giunge nella camera interna 120 del corpo principale 110 dell'elemento di connessione 100 (come detto, l'interno delle aste e la camera interna 120 sono in comunicazione di fluido tra loro); grazie al fatto che la seconda estremit? 110b del corpo principale 110 ? chiusa, il lubrificante ha come unica via di sfogo i fori 130 equipaggiati con ugelli/duse, e fuoriesce quindi nel pozzo W, facilitando l'inserimento per scorrimento del tubaggio 10 nel pozzo W stesso.

Il lubrificante utilizzato nella fase di perforazione e/o nella fase di estrazione viene selezionato vantaggiosamente tenendo in considerazione la temperatura e le condizioni litologiche in cui il sistema si trova ad operare. A titolo esemplificativo, possono essere impiegati fanghi di perforazione ( drilling fluids) disponibili in commercio, aria, fanghi mescolati con aria ( aereated muds - foams), a base di acqua, con eventuale impiego di Radiatori Raffredati per abbassare la temperatura dei fanghi.

Preferibilmente, per alimentare il lubrificante nella fase di estrazione pu? essere utilizzata la medesima attrezzatura impiegata per alimentare fango di perforazione durante la fase di perforazione.

La Richiedente osserva che, sia nel caso in cui il tubaggio 10 venga posizionato mentre il pozzo viene realizzato (cio? progressivamente posizionato durante la fase di perforazione), sia nel caso in cui il tubaggio 10 venga posizionato al termine della fase di perforazione, viene eseguita sostanzialmente una sola operazione di perforazione, dall'ingresso IN del primo tratto T1 all'uscita OUT del terzo tratto T3.

Una volta che il tubaggio 10 ? stato inserito nel pozzo W, viene preferibilmente svolta una fase di cementazione per stabilizzare e mantenere in posizione il tubaggio 10 stesso. Il materiale di cementazione viene iniettato tra la superficie esterna del tubaggio 10 e la superficie interna del pozzo W. L'operazione di iniezione pu? essere eseguita dall'ingresso IN del primo tratto T1 e/o dall'uscita OUT del terzo tratto T3.

Il metodo in accordo con l'invenzione prevede che venga installato il sistema di sfruttamento 20, preferibilmente dopo che il tubaggio 10 ? stato posizionato nel pozzo W.

Il sistema di sfruttamento termico 20 ? associato ad una delle estremit? assiali del tubaggio 10; in questo modo pu? ricevere il fluido termovettore che ha attraversato la formazione geotermica GF risalendo lungo il tubaggio 10 stesso. A seconda delle scelte progettuali e delle condizioni al contorno, il sistema di sfruttamento termico 20 pu? essere associato all'estremit? assiale del tubaggio 10 presente presso l'ingresso IN del primo tratto T1 oppure all'estremit? assiale del tubaggio 10 presente presso l'uscita OUT del terzo tratto T3.

Il metodo in accordo con la presente invenzione prevede che venga installato il sistema idraulico 30 per far circolare il fluido termovettore nel tubaggio 10, in modo che il fluido termovettore stesso assorba calore dalla formazione geotermica GF e lo rilasci presso il sistema di sfruttamento termico 20.

Come detto, il fluido termovettore pu? essere fatto circolare dall'ingresso IN del primo tratto T1 all'uscita OUT del terzo tratto T3 oppure dall'uscita OUT del terzo tratto T3 all'ingresso IN del primo tratto.

Si noti che i disegni allegati hanno scopo meramente esemplificativo e rappresentano schematicamente alcuni aspetti dell'invenzione. Le proporzioni reciproche tra i vari elementi mostrati (o tra diverse dimensioni di un singolo elemento) non corrispondono necessariamente a proporzioni reali: alcune dimensioni possono essere state aumentate/diminuite, ad esempio per facilit? di rappresentazione.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per installare un impianto geotermico comprendente: predisporre una attrezzatura di perforazione (DE), includente una struttura di supporto (200) ed un modulo terminale (220), montato su detta struttura di supporto (200) ;

tramite detta attrezzatura di perforazione (DE), eseguire una perforazione nel suolo, in successione lungo un primo tratto (T1 ) sostanzialmente verticale, un secondo tratto (T2) sostanzialmente orizzontale ed un terzo tratto (T3) sostanzialmente verticale, detto primo, secondo e terzo tratto (T1 -T3) formando un pozzo (W) conformato sostanzialmente a ?U?, detto primo tratto (T1 ) presentando un ingresso (I N), in superficie, dove detta perforazione viene iniziata, detto terzo tratto (T3) presentando un?uscita (OUT), in superficie, dove la perforazione viene terminata, detto pozzo (W) attraversando una zona geotermica (GZ) ;

disporre un tubaggio (10) in detto pozzo (W), in modo che detto tubaggio (10) si estenda tra l?ingresso (I N) di detto primo tratto (T1 ) e l?uscita (OUT) di detto terzo tratto (T3) ;

predisporre un sistema di sfruttamento termico (20), associato ad una estremit? assiale di detto tubaggio (10) ;

predisporre un sistema idraulico (30) configurato per far circolare in detto tubaggio (10) un fluido termovettore, in modo che detto fluido termovettore assorba calore da detta zona geotermica (GZ) e lo rilasci presso detto sistema di sfruttamento termico (20).

2. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui detto tubaggio (10) viene alloggiato in detto pozzo (W) durante la perforazione, mediante una tecnica di Directional Casing Drilling.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui alloggiare il tubaggio (10) nel pozzo (W) comprende:

al termine di detta fase di perforazione, vincolare il tubaggio (10) a detta struttura di supporto (200) ;

estrarre, dall?ingresso (I N) di detto primo tratto (T1 ), la struttura di supporto (200), trascinando detto tubaggio (10) in detto pozzo (W), in modo che detto tubaggio (10) si estenda tra l?ingresso (I N) di detto primo tratto (T1 ) e l?uscita (OUT) di detto terzo tratto (T3).

4. Metodo secondo la rivendicazione 3 in cui, prima di vincolare il tubaggio alla struttura di supporto (200), il modulo terminale (220) viene rimosso.

5. Metodo secondo la rivendicazione 3 o 4 in cui vincolare il tubaggio alla struttura di supporto (200) comprende:

predisporre un elemento di connessione (100), dotato di un corpo principale (1 10) presentante una prima estremit? (1 10a) ed una seconda estremit? (1 1 Ob) ;

collegare la prima estremit? (1 10a) del corpo principale (1 10) alla struttura di supporto (200);

collegare la seconda estremit? ( 1 10 b) del corpo principale (1 10) al tubaggio (10).

6. Metodo secondo la rivendicazione 5 in cui detto corpo principale (1 10) presenta una camera interna (1 20) ed una pluralit? di fori (1 30) che mettono detta camera interna (120) in comunicazione di fluido con l?esterno, in cui collegare la prima estremit? (1 10a) del corpo principale (1 10) con la struttura di supporto (200) comprende mettere in comunicazione di fluido detta camera interna (120) con una cavit? assiale radialmente interna di una o pi? aste di detto segmento terminale (210).

7. Metodo secondo la rivendicazione 6 comprendente, durante la fase di estrazione della struttura di supporto (200) dall?ingresso del primo tratto, far scorrere in detta struttura di supporto (200) un materiale lubrificante, in modo che detto materiale lubrificante scorra nella cavit? assiale radialmente interna di una o pi? aste di detto segmento terminale (210), giunga nella camera interna (120) del corpo principale (110) e fuoriesca tramite detti fori (130).

8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7 in cui detto corpo principale (1 10) presenta, in corrispondenza di detta prima estremit? (110a), un giunto per disaccoppiare in rotazione detto tubaggio (10) e detta struttura di supporto (200).

9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto tubaggio (10) comprende una pluralit? di porzioni, che vengono montate progressivamente mentre il tubaggio (10) viene alloggiato nel pozzo (W).

10. Metodo per sfruttare energia geotermica comprendente: installare un impianto geotermico (1 ) eseguendo il metodo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti;

attivare detto sistema idraulico (30) per far scorrere in detto tubaggio (10) un fluido termovettore, in modo che detto fluido termovettore assorba calore da detta zona geotermica (GZ) e lo rilasci presso detto sistema di sfruttamento termico (20) ;

attivare detto sistema di sfruttamento termico (20).

1 1 . Metodo secondo la rivendicazione 10 in cui il fluido termovettore in uscita da detto sistema di sfruttamento (20) termico viene reimmesso in detto tubaggio (10) per raggiungere nuovamente detta zona geotermica (GZ) e assorbire nuovamente calore.

12. Impianto geotermico realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 -9 e preferibilmente operante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-1 1.