TW202336345A - 來自過熱地熱流體及岩漿庫之地熱電力 - Google Patents

Abstract

用於利用來自過熱地熱流體(SHGF)及岩漿庫之地熱電力之系統、方法、及設備。一種例示性設備可包括耦接至一套管串之一端部的一井篩。該井篩至少部分地浸沒於地下庫內，界定在該地下庫中可被過熱地熱流體填充的一容積。一可滑動套管與該井篩同軸對準，且經組態以相對於該井篩重新定位。延伸穿過該可滑動套管的一吸取管經組態以回應於該可滑動套管經重新定位以阻擋在該井篩中之一組孔隙中之更多者，及在該可滑動套管之該空腔內的壓力增加，而將SHGF從該地下庫朝向地表輸送。

Description

來自過熱地熱流體及岩漿庫之地熱電力

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2022年2月28日申請之美國臨時專利申請案第63/315,063號之優先權，該案特此以全文引用之方式併入本文中。

本揭露之態樣係關於地熱電力系統及相關方法，且更具體而言，係關於用於產生從諸如岩漿庫等地下資源產生地熱電力之系統及方法。

太陽能電力及風力發電為可再生能源之最常見可用來源，但兩者眾所周知皆不可靠且具有相對較差的電力密度。相比之下，地熱能源具有高電力密度且能夠運轉而不管天氣條件或時段。然而，缺乏必要的技術進步使地熱能源是不切實際的替代品。

本揭露之一或多個態樣係關於用於SHGF系統之泵設備。該泵設備包括耦接至一套管串之一端部的一井篩。該井篩至少部分地浸沒於地下庫內，界定在該地下庫中的一容積，該地下庫經組態以透過在該井篩中之一組孔隙而至少部分地由SHGF填充。該泵設備亦包括具有一第一端部及一第二端部之一可滑動套管。該可滑動套管界定在該第一端部處的一開口，該開口通向由一側壁及在該第二端部處的一端壁所定界之一空腔。另外，該可滑動套管懸吊於該鑽孔內且與該井篩同軸對準。該泵設備亦包括延伸穿過該可滑動套管之該端壁且至由該井篩界定之該容積中的一吸取管。該吸取管經組態以回應於該可滑動套管經可滑動地重新定位以阻擋在該井篩中之該組孔隙中之更多者，及在該可滑動套管之該空腔內的壓力增加，而將該SHGF從該地下庫朝向地表輸送。

本揭露之一或多個態樣係關於一種用於操作用於SHGF系統之泵設備的方法。該方法包括將在該鑽孔內的一可滑動套管從地表與該地下庫之間的一初始位置重新定位到至少部分地在該地下庫內之一最終位置的一第一步驟。該可滑動套管具有在一第一端部處的一開口，該開口通向由一側壁及在一第二端部處的一端壁所定界之一空腔中。該可滑動套管與在一套管串之一端部處的一井篩同軸對準且至少部分地浸沒於該地下庫內，且該井套管包括一組孔隙，該組孔隙准許SHGF流動至由該井篩界定之一容積中。在該最終位置處，該可滑動套管之該空腔實質上與由該井篩界定之該容積重合，以防止SHGF流動通過該組孔隙，且該空腔以來自由該井篩界定之該容積的該SHGF填充。該方法包括下列額外步驟：將該可滑動套管固定在該鑽孔內之該最終位置處；增加在該可滑動套管之該空腔內的一壓力以引起在該空腔中之該SHGF流動至延伸穿過該可滑動套管之該端壁的一吸取管中且至該空腔中；及透過該吸取管將該SHGF輸送至地表。

本揭露之一或多個態樣亦係關於一種用於從一地下岩漿庫產生電力之系統。該系統包括一蒸汽分離器，該蒸汽分離器直接連接至延伸於一地表與該地下岩漿庫之間的一有套管井孔。該蒸汽分離器使一氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離。該系統亦包括連接至該蒸汽分離器的一第一組渦輪、以及流體連接至該蒸汽分離器及該第一組渦輪的一冷凝液槽。該第一組渦輪經組態以從自該蒸汽分離器接收之該氣相流體產生電力，且該冷凝液槽經流體地連接至一流體導管，該流體導管供應冷凝液至該有套管井孔之一終端端部。

本揭露之態樣亦係關於一種用於從地下岩漿庫產生電力之方法。該方法包括將一液相流體供應至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔之一第一步驟。從該岩漿供應的熱導致該液相流體改變成經該有套管井孔向上輸送且至該地表的一氣相流體。該方法亦包括下列步驟：使該氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離；用該氣相流體操作一組渦輪以產生電力；累積由該氣相流體所形成之該冷凝液中之至少一些；及將所累積之該冷凝液作為該液相流體供應至該有套管井孔。

本揭露之態樣亦係關於一種用於從一地下岩漿庫產生電力中使用之有套管井孔。該有套管井孔包括：一井套管，其懸吊於延伸在一地表與一地下岩漿庫之間的一鑽孔內；及一鍋爐套管，其容納在該井套管內且延伸在該地表與該地下岩漿庫之間。該鍋爐套管具有：一第一端部，其浸沒在該地下岩漿庫內；及一終端端部，其與該第一端部相對。該有套管井孔亦包括一流體導管，該流體導管容納在該鍋爐套管內且經組態以將一液相流體遞送至該鍋爐套管之該終端端部。在該鍋爐套管之該終端端部處的一溫度及一壓力將該液相流體轉換成一氣相流體，該氣相流體行進通過該鍋爐套管朝向該地表。該有套管井孔亦包括連接至該鍋爐套管之該第一端部的一井口。

本揭露之態樣亦係關於一種形成用於從一地下岩漿庫產生電力中使用之有套管井孔之方法。該方法包括下列步驟：從地表朝向該地下岩漿庫鑽鑿一井孔；在該井孔中懸吊一井套管；回應於該井孔達到一目標深度，在該井套管內懸吊一鍋爐套管；及繼續從該目標深度至在該地下岩漿庫內之一最終深度鑽鑿該井孔。該鍋爐套管從該地表延伸至在該地下庫內之該最終深度以形成該有套管井孔。

本揭露之一或多個態樣亦係關於一種用於在產生過熱蒸汽中使用之有套管井孔。該有套管井孔包括在一地表處的一第一端部；在一地下岩漿庫處的一第二端部；及一流體路徑，該流體路徑從在該第一端部處的一入口延伸至該第二端部，且接著從該第二端部延伸至在該第一端部處的一出口。該流體路徑經組態以在該入口處接收飽和蒸汽且從該出口排出過熱蒸汽，且在該流體路徑中在該有套管井孔之該第二端部處將該飽和蒸汽變換成過熱蒸汽。

本揭露之一或多個態樣亦係關於一種用於使用過熱蒸汽發電的系統。該系統包括在一地表與一地下岩漿庫之間延伸的一有套管井孔。該有套管井孔包括在一地表處的一第一端部；在一地下岩漿庫處的一第二端部；及一流體路徑，該流體路徑從在該第一端部處的一入口延伸至該第二端部，且接著從該第二端部延伸至在該第一端部處的一出口。該流體路徑經組態以在該入口處接收飽和蒸汽且從該出口排出過熱蒸汽。在該流體路徑中在該有套管井孔之該第二端部處將該飽和蒸汽變換成過熱蒸汽。該系統亦包括一組渦輪，該組渦輪經組態以從由該有套管井孔所提供之該過熱蒸汽產生電力。

本揭露之一或多個態樣亦係關於一種用於使用過熱蒸汽發電之方法。該方法包括下列步驟：從一蒸汽源接收飽和蒸汽；及將該飽和蒸汽輸送至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔中，以使該飽和蒸汽暴露於來自該地下岩漿庫的熱。來自該地下岩漿庫的該熱將該飽和蒸汽轉換成該過熱蒸汽。該方法亦包括將該過熱蒸汽往回朝向該地表輸送之步驟。

本揭露之其他態樣、實施例、及特徵將從以下本揭露之實施方式結合隨附圖式一起考量時顯而易見。在圖式中，各圖式中所繪示之各相同或實質上類似的組件由單一數字或符號表示。為了清楚起見，未在每一圖中標記每一組件。亦未展示本揭露之各實施例之每一個組件，其中說明並非允許所屬技術領域中具有通常知識者理解本揭露所必要的。

地熱電力由可能需要顯著財務、人力、及設備之支出的複雜系統產生。此外，大部分習知地熱系統採掘至產出低電力輸出的低於194℉之低溫資源，諸如低溫地熱水。無法有效地且可靠地取用高溫地熱資源使得習知地熱系統在財務上不切實際。

本揭露之一或多個態樣基於以下出乎意料的觀測結果： 岩漿可在深度約2.1至2.5 km之相對淺處； 岩漿之頂層具有無粥帶(mush zone)的少數晶體； 岩石並非韌性且可支撐斷裂； 在二年期間內無熱輸出的下降； 鑽鑿位點處的噴發不大可能發生（例如，在非洲及冰島鑽鑿位點超過10,000年未曾發生噴發，且據信夏威夷Kilauea火山鑽鑿位點決不會噴發）；及 鑽鑿至岩漿中合理地安全，且可用水淬滅上升岩漿以形成岩塞。

本揭露之一些態樣認識到需要地熱電力系統，該地熱電力系統利用具有足夠高溫、可提供高溫、高壓蒸汽的地熱資源，其避免與必須應對低滲透性之習知井相關聯的問題。包含在岩石中的地熱水及滲透性對於地熱水充分流動以滿足需求至關重要。

圖1係地球之部分截面圖，其描繪可根據說明性實施例來採掘地下岩層以產生地熱電力。地熱能源自地球內深度。地球之組成由內核 102、外核 104、下地幔 106、過渡帶 108、上地幔 110、及地殼 112所組成。地球上有些地方的岩漿達到地殼 112之表面而形成火山 114。大多數時候，岩漿接近地表幾英哩或更短的距離，並加熱地下水而足以用於地熱發電。

純水具有0 ppm之總溶解固體(TDS)濃度。實驗室及藥品級水將小於10 ppm TDS。美國公共飲用水通常少於100 ppm，且海水係在22,000至29,000 ppm之間。相對清潔的地熱資源將測量6,000至7,000 ppm TDS，但大多數更高。為了比較，加州索爾頓湖的地熱水超過240,000 ppm TDS。高TDS含量可歸因於高熱和高壓將岩石化學解離到水中。此導致具有高TDS的地熱流體，該地熱流體係多元壓力(polybaric)及兩性(amphoteric)（具有酸性和鹼性），其因由於碳酸鈣及類似物引起的腐蝕或水垢堵塞而會迅速導致地熱設備（如井篩、電機及泵）發生故障。

地熱水亦充滿溶解氣體（諸如二氧化碳及二氧化硫），其等係會造成酸雨的溫室氣體。此等溶解氣體必須在達到渦輪之前自蒸汽移除，因為其等將降低壓力。未完全移除氣體會造成渦輪葉片之腐蝕，其必須特別處理以抵抗腐蝕。事實上，在地熱水中高濃度之TDS及氣體及其300℉至450℉之相對較低的熱，導致泵送到地表的所有地熱水中有70%從未用於進入渦輪的蒸汽，而是被排斥且往回泵回注入井。此結合由於來源於許多井且由於低溫及必須分離固體、流體及氣體而導致的許多寄生負載，造成效率低至5至12%。由於過度寄生負載與降低的熱輸出組合，一些發電廠已停止操作。

圖2A繪示地熱發電系統。地熱系統 200a係「閃蒸式發電廠」，其從抽取自生產井 202a的高溫高壓地熱水產生電力。生產井 202a被鑽鑿穿過岩石層 208且至用作為高溫高壓地熱水之來源的過熱地熱流體(SHGF)層 210中。地熱水被在乾岩層 212中的對流加熱，其繼而被在岩漿庫 214中的岩漿對流加熱。在 圖 2A中，對流用箭頭表示，表示較熱的流體在冷卻及下沉之前上升到各自層的上部，然後無窮無盡地再次上升。

隨著地熱水接近地表 207，減少的溫度及壓力引起大部分地熱水閃蒸成蒸汽。在14.7 psi (1 atm)下，水在212℉從液相變更為氣相。但是在250 psia，在沒有相應的400.97℉溫度的情況下，此相變不會發生。因為地熱水係多相流體（亦即，不是純水），所以地熱水在沿其路徑的各個點閃蒸到地表，從而產生水錘及巨大的噪音。岩石消聲器一般使用作為消音器，且化學品經添加以控制水垢及腐蝕。此複合物混合物到達相分離器處（其中可能由於壓力改變而發生一些沉澱），且將液體及固體傳送至注入井 204a中，同時透過蒸汽分離器傳送蒸汽，以使蒸汽與冷凝液分離。由渦輪接收蒸汽，渦輪可用其動能產生定子內之轉子之旋轉運動而發電，將蒸汽冷凝成用於重注入至注入井 204a中之液態中。此與透過超溫加熱來重新利用大部分蒸汽的化石燃料及核燃料蒸汽驅動之發電廠有很大的不同。這導致地熱發電廠冷卻塔比同類產品大高達8倍。

圖2B繪示理論過熱地熱系統(SHGS)發電系統。SHGS發電系統 200b包括一生產井 300及注入井 206b，其等之各者從地表 207鑽鑿至乾岩層 212。由SHGS發電系統 200b產生的地熱電力已先前已記載在國際深層鑽鑿計畫(IDDP)之各種位點。相對於產生習知地熱水之對流熱，由SHGS 200b採掘之過熱地熱流體(SHGF)在660至1472℉之間，且似乎在直接影響位於其下方之岩漿對流的對流中流動。此觀察表明，在乾岩層 212中的SHGF將永不用完。

與採集SHGF相關聯之挑戰與習知地熱閃蒸式發電廠之挑戰相同，但幅度更大。從IDDP來看，很明顯，必須進行改進及創新，以使這種SHGF資源可取用且可靠，如下文在 圖 3中更詳細論述。

圖2C繪示根據說明性實施例之一基於岩漿之地熱發電系統（「岩漿系統」）。岩漿系統 200c包括從地表 207延伸至岩漿庫 214的單一井孔 600。重要的是，岩漿系統 200c係缺乏注入井之封閉系統。因此，分別與習知地熱系統 200a及SHGS地熱系統 200b不同，岩漿系統 200c沒有發生熱衝擊引起的地震的風險，這可以歸因於較冷水注入至熱地熱帶。

岩漿系統 200c之一個主要優點設計簡單。因為僅清潔蒸汽到達地表 207，所以不需要固相分離器。僅需要蒸汽分離器以確保沒有冷凝液達到渦輪。且因為沒有多元壓力流體到達地表，所以未經歷水錘，且不需要岩石消聲器。岩漿系統 200c之另一優點由於岩漿之能量密度。一個井孔 600可產生習知地熱發電廠之許多井的電力。關於 圖 6提供井孔 600之詳細說明。

圖3係用於在 圖 2B之理論SHGS中使用的習知井孔的截面圖。井孔 300從地表 207延伸至乾岩層 212。井孔 300包括在井孔 300之遠端部處耦接至一井篩 304的一以混凝土築砌襯層之井套管 302。流動至由井篩 304所界定之容積中的SHGF被一吸取管 306輸送至地表 207。設置在吸取管 306之端部且浸沒於SHGF中的一泵 308及一馬達 310將SHGF泵送至地表 207。用於在傳統油及氣體應用中使用的習知泵之額定溫度在約662℉。泵 308浸沒在SHGF中，具有在約泵 308之操作溫度極限的溫度之腐蝕性流體可能造成設備過早故障。事實上，以前嘗試用井孔 300採掘SHGF在不到兩年運轉之後失敗。

從井孔 300抽出之SHGF可包括可能需要透過一或多個分離器傳送的固體、液體及/或氣體，如先前所論述。

圖4A係根據本揭露實施例之用於搭配 圖 2B之SHGS發電系統 200b使用的井孔之部分截面圖。 圖 4A展示具有處於初始升起位置之可滑動套管 408的井孔，在其期間要加熱的流體進入井孔 400，而 圖 4B展示處於最終降低位置之可滑動套管 408，使得該經加熱流體被吸取管 414向上驅動至地表 207。具體而言，井孔 400意欲取代 圖 2B及 圖 3所示的習知井孔 300。井孔 400利用一壓縮空氣井泵，其具有避免 圖 3中之井孔 300的經浸沒馬達及泵的優點。

井孔 400從地表 207延伸至在乾岩層 212中的地下SHGF庫。井孔 400包括耦接到至少部分地浸沒於地下庫內的一井篩 404的以混凝土築砌襯層之井套管 402。井篩 404在地下庫中界定一容積，該地下庫經組態以透過在一組孔隙 406而至少部分地由SHGF填充。

井孔 400亦包括具有一第一端部 408a及一第二端部 408b的一可滑動套管 408。可滑動套管 408界定在第一端部 408a處的一開口 410及在第二端部 408b處的一端壁 408d，該開口通向由一側壁 408c與該端壁所定界之一空腔 412。另外，可滑動套管 408懸吊於井孔 400內且與井篩 404同軸對準。

井孔 400亦包括延伸穿過可滑動套管 408之端壁 408d且至由井篩 404界定之該容積中的一吸取管 414。吸取管 414經組態以回應於可滑動套管 408經可滑動地從一初始位置重新定位一最終位置以阻擋在井篩 404中之該組孔隙 406中之更多者（亦即，可滑動套管 408之更大部分被重新定位在井篩 404之容積內），及在可滑動套管 408之空腔 412內的壓力增加，而將SHGF從該地下SHGF庫朝向地表 207輸送。

藉由將可滑動套管 408重新定位到至少佔據在井篩 404內之更大容積的該最終位置（參見 圖 4B），可滑動套管 408的空腔 412可實質上以SHGF填充。空腔 412內之增加壓力引起在空腔 412中之SHGF被迫沿著吸取管 414向上至至地表 207。該增加之壓力可經維持直到空腔 412實質上無SHGF。將可滑動套管 408往回重新定位到該初始位置（參見 圖 4A）允許由井篩 404所界定之該容積重新填充有SHGF，使得程序可重複。隨著可滑動套管 408往回重新定位到該初始位置，吸取管 414可被密封以防止介於吸取管 414與由井篩 404所界定之容積之間的流體轉移。在非限制性實施例中，在吸取管 414之終端端部處或附近，吸取管 414被閥 415密封。

可藉由耦接至可滑動套管 408之端壁 408d的一升降機 416將可滑動套管 408從該初始位置至該最終位置而重新定位在井孔 400內。升降機 416之非限制性實例可包括藉由一組鋼纜附接至可滑動套管 408的液壓頂桿或絞車。在其中升降機 416係藉由一組吊索連接至可滑動套管 408的絞車之實施例中，可滑動套管 408應經形成有足夠的重量，使得不存在任何向上力將允許可滑動套管 408繼續更深入至井孔 400中。

可滑動套管 408之空腔 412內之壓力可藉由由藉由一入口管 420流體連接至空腔 412的一壓縮機 418所提供之壓縮空氣供應而增加，該入口管延伸穿過可滑動套管 408之端壁 408d。可滑動套管 408包括在行進穿過可滑動套管 408之端壁 408d的流體導管周圍可密封的一組可調整孔隙 500諸如入口管 420及吸取管 414，使得空腔 412內之壓力可增大。在張開組態中，該組可調整孔隙 500在流體導管周圍提供大足夠的間隙，以允許可滑動套管 408移動而無需任何顯著阻礙。

在一些實施例中，一止回閥 422可設置穿過可滑動套管 408之端壁 408d，以有助於調節可滑動套管 408之空腔 412內的壓力，以準備重新定位可滑動套管408及用於加壓於空腔 412。

圖5A 至圖5C係根據說明性實施例之一可調整孔隙的各種視圖。可調整孔隙 500由軸環密封件 501所形成，該軸環密封件經設置在 圖 4A 及圖4B中的可滑動套管 408之端壁 408d中所形成的一孔隙 424周圍，以形成可調整孔隙 500。軸環密封件 501可被致動以密封行進通過端壁 408d之孔隙 424之管（諸如吸取管 414）周圍，以在該管周圍建立一氣密密封。氣密密封允許空腔 412被加壓。

圖5A係軸環密封件 501的截面圖。軸環密封件 501之本體 502具有大致上環形形狀且緊固至可滑動套管 408之端壁 408d之上表面。在此實施例中，在 圖 5A中，軸環密封件 501之本體 502由一組螺栓固定。本體 502可由諸如鋼之剛性材料所形成。墊片 504可設置於本體 502與端壁 408d之上表面之間，以提供氣密密封。

致動後，密封介面 506自軸環密封件 501之本體 502徑向向內延伸直至吸取管 414之外表面被接合。在非限制性實施例中，軸環密封件 501被藉由一流體導管（未圖示）耦接至一氣閥 508的壓縮空氣來源（未圖示）氣動致動。該壓縮空氣引起密封介面 506充氣以接合吸取管 414。在其他實施例中，軸環密封件 501可藉由其他手段所致動，諸如藉由機電控制。在說明性實施例中，密封介面 506係氣壓囊(pneumatic bladder)。從密封介面 506釋放壓力允許可滑動套管 408在 圖 4A及 圖 4B所繪示之初始位置與最終位置之間移動。密封介面 506之通風可防止可滑動套管 408移動，及/或當流體被泵送至地表 207時防止流體從可滑動套管 408洩漏。例如，密封介面 506可在 圖 4B之組態中充氣及在 圖 4A之組態中漏氣。

圖5B係根據說明性實施例之軸環密封件 501的俯視圖，及 圖 5C係軸環密封件 501的仰視圖。在 圖 5B中，複數個螺栓經周向地配置在本體 502周圍。在 圖 5C中，展示墊片 504經設置於與可滑動套管之端壁 408d之上表面接合的本體 502之表面上。

圖6係根據說明性實施例之用於搭配 圖 2C之岩漿系統使用的有套管井孔的截面圖。有套管井孔 600大致上由一鍋爐套管 602所形成，該鍋爐套管行進通過一井套管 604且從地表 207至一地下岩漿庫 214延伸鑽孔之整個長度。鍋爐套管 602容納與鍋爐套管 602實質上同軸對準且共延伸的一鑽桿 1500。鍋爐套管 602亦容納經組態以將一液相流體遞送至鍋爐套管 602中的一流體導管 800。在一實施例中，該液相流體係水。該液相流體（亦即，水）被轉換成鍋爐套管 602內之蒸汽且經抽取為蒸汽，其接著可用以經由一或多個渦輪產生電力。

在一非限制性實施例中，井套管 604僅從地表 207延伸至該鑽孔內之一預定深度。在 圖 6所描繪之實例中，井套管 604從地表 207延伸至介於乾岩層 608與侵入岩層 610之間的邊界。

鍋爐套管 602具有一第一端部 602a及一終端端部 602b，該終端端部浸沒在地下岩漿庫 214內。鍋爐套管 602可與井套管 604同軸對準且相對於井套管 604定尺寸，使得井套管 604之內表面及鍋爐套管 602之外表面界定一環形空隙空間 612。一隔離層 700可設置於環形空隙空間 612中以隔離鍋爐套管 602達從第一端部 602a所量測的預定長度L。關於隔離層 700之額外細節可在下文 圖 7之論述中發現。

有套管井孔 600之一個端部被包括經定大小以接收鑽桿 1500之一孔隙的一端板 614密封。端板 614防止岩漿進入鍋爐套管 602之終端端部 602b。有套管井孔 600被一井口 1000密封，其在 圖 10中描繪且更詳細地描述。

據信，地下庫中的岩漿的溫度在1,600-2,300℉之間，且據信包含許多液態金屬，諸如Fe。鍋爐套管 602之終端端部 602b經浸沒在岩漿中，引起鍋爐套管 602吸收來自岩漿之熱。將熱轉移至由流體導管 800供應的水。水透過注入管 624進入井孔，該注入管可係流體導管800之一上部分或耦接至流體導管 800的一分開之流體管。（在封閉系統中，壓力與溫度相關，使得溫度增加引起壓力增加，且反之亦然。例如，在3,208.2 psia下，鍋爐套管 602中之飽和蒸汽及水中之最大可能溫度係705.5℉，其小於接觸鍋爐套管 602之表面的岩漿之溫度之一半。）水溫度增加引起可預測之壓力增加，其迫水沿著使鍋爐套管向上朝向地表 207。隨著溫度及/或壓力下降，水被變換成蒸汽，其可用於一組渦輪自轉而以先前所描述之方式產生電力。使用一吸取管 622從井孔移除蒸汽。

作為額外的好處，藉由岩漿接觸鍋爐套管 602而使熱損失據信導致形成對於鍋爐套管 602而言相對薄的隔離及保護侵入岩層，其可延緩腐蝕。

圖7A 至圖7B係根據說明性實施例之 圖 6之有套管井孔之第一上端部的各種視圖。具體而言， 圖 7A係來自 圖 6的有套管井孔 600之部分立視圖，及 圖 7B係沿著 圖 7A之線7B-7B取得的有套管井孔 600的截面圖。從圖 7A可看出，鍋爐套管 602之一預定長度 L與一隔離層 700隔離，其減少在鍋爐套管 602之上端部處的熱損失，其繼而防止蒸汽轉變回冷凝液。

圖8A 至圖8B係根據說明性實施例之 圖 6之有套管井孔之流體注入導管的各種視圖。具體而言， 圖 8A係沿著 圖 6之線8A-8A取得的流體導管 800的截面圖，及 圖 8B係沿著 圖 6之線8B-8B取得的流體導管 800的截面圖。

流體注入導管 800係與該鍋爐套管 602中之高熱及壓力隔離的分層流體導管，其防止液相流體（亦即，水）在其達到鍋爐套管 602之終端端部 602b之前閃蒸成氣相流體（亦即，蒸汽）。 圖 8中之例示性流體注入導管 800由被包覆在一內隔離層 804中的流體導管 802所形成，該內隔離層被圍封在一外隔離套管層 806內。在非限制性實施例中，外隔離套管層 806由用於防止高壓之剛性材料及提供熱隔離特性之內套管層 804形成。

圖9A 至圖9B係根據說明性實施例之 圖 6之有套管井孔之第二終端端部的各種視圖。 圖 9A係來自 圖 6的鍋爐套管 602管的截面圖之更詳細視圖，及 圖 9B係沿著 圖 9A之線9B-9B取得的鍋爐套管 602的截面圖。

鍋爐套管 602可由經端對端定位且在接縫 616處焊接一起的複數個鍋爐套管區段 602c所形成。在非限制性實施例中，鍋爐套管 602之內部容積被一組套管板 618分成複數個隔室 602d。該組套管板 618之各者包括將各隔室 602d與一或多個相鄰隔室 602d連接的複數個孔隙 620。在複數個孔隙 620中之一第一孔隙 620b經定大小以容納流體導管 800。一第二孔隙 620a經定大小以接收一鑽桿 1500。在非限制性實施例中，鑽桿 1500之外表面沿著第二孔隙 620b之一周緣焊接至該組套管板之各者。其餘孔隙 620c係允許氣相流體行進通過複數個隔室 602d朝向地表 207的蒸氣通氣孔。

圖10A 至圖10C係根據說明性實施例之 圖 6之有套管井孔之井口的各種視圖。具體而言， 圖 10A係井口 1000之部分剖視圖， 圖 10B係井口 1000之上平面圖、及 圖 10C係井口 1000之俯視圖。該井口包括防止壓力積聚在井孔內的鑽桿罩蓋 1100，壓力積聚會使流體導管（諸如吸取管 622）破裂。鑽桿罩蓋 1100可包括但不限於通氣孔罩蓋。

井口 1000包括一第一配接表面 1002，該第一配接表面經組態以與鍋爐套管 602之第一端部 602a配接。在非限制性實施例中，第一配接表面 1002係經組態以被栓接至鍋爐套管 602之一對應凸緣的一凸緣。井口 1000亦包括經組態以與一蒸汽閥 1006配接的另一配接表面 1004（例如，另一凸緣），該蒸汽閥可隔離有套管井孔 600與吸取管 622及在下游操作的任何單元。另外， 圖 10中之描述井口 1000包括複數個孔隙，該複數個孔隙允許流體導管 800及鑽桿 1500暴露於地表 207上方。

圖11A 至圖11C係根據說明性實施例之用於搭配 圖 6之有套管井孔使用的通氣孔罩蓋的各種視圖。鑽桿罩蓋 1100經組態以可移除地接合鑽桿 1500之上端部，以保護帶螺紋介面並提供用於調節鑽桿 1500內之壓力的構件。

圖11A係具有一通氣孔 1102之鑽桿罩蓋 1100的側視圖，該通氣孔可釋放積聚在鑽桿 1500內之壓力。增加之壓力可導因於附接至鑽桿 1500之終端端部的一犧牲鑽頭浸沒至岩漿中之後，岩漿從該犧牲鑽頭周圍侵入至鑽桿 1500中。

圖11B係向上看至鑽桿罩蓋 1100之空腔 1104中的鑽桿罩蓋 1100的仰視圖，以展示耦接至通氣孔 1102的帶螺紋接收器 1106。 圖 11C係沿著 圖 11A之線11C-11C取得的通氣孔 1102的截面圖。通氣孔 1102之帶螺紋介面 1108可插入至鑽桿罩蓋 1100之帶螺紋接收器 1106中以可移除地將該二者耦接在一起。帶螺紋介面 1108界定將鑽桿罩蓋 1100之空腔 1104與該組出口 1110連接的導管，以防止鑽桿 1500之加壓。

圖12係根據說明性實施例之一岩漿電力系統的簡化示意圖。岩漿電力系統 1200包括一蒸汽分離器 1202，該蒸汽分離器直接連接至延伸於一地表與該地下岩漿庫之間的一有套管井孔 600。蒸汽分離器 1202使氣相流體（亦即，蒸汽）與由該氣相流體所形成之冷凝液分離。一第一組渦輪 1300連接至該蒸汽分離器且經組態以從自蒸汽分離器 1202接收之該氣相流體產生電力。冷凝液槽 1204流體連接至蒸汽分離器 1202及第一組渦輪 1300。冷凝液槽 1204流體連接至供應冷凝液至有套管井孔 600的一流體導管。

鑒於起源自有套管井孔 600的蒸汽之足夠高溫度及壓力，第二組蒸汽渦輪 1300´可與第一組蒸汽渦輪 1300串聯配置，以從自第一組蒸汽渦輪 1300排出的蒸汽產生電力。來自第二組蒸汽渦輪 1300´之所得冷凝液亦可傳送至冷凝液槽 1204。如本文所用，第一組蒸汽渦輪 1300可在替代案中稱為「高壓渦輪」，而第二組渦輪 1300´可在替代案中稱為「低壓渦輪」在，該第二組渦輪以低於第一組蒸汽渦輪 1300之壓力下操作。

在一些實施例中，來自至少第二組蒸汽渦輪 1300´且亦可選地來自第一組蒸汽渦輪 1300之流出物可傳送至一組流出物再循環器 1206。流出物再循環器 1206之實例包括但不限於一水蒸餾系統 1206a、一熱驅動激冷設備 1206b、一住宅HVAC系統 1206c、一農業系統 1206d及一水產養殖系統 1206e中之一或多者。若需要，由流出物再循環器 1206產生之流出物可在返回至冷凝液槽 1204之前傳送至冷卻塔 1208，以供在再補給井孔 600中使用。

熱驅動式激冷器 1206b可在資料中心、加密貨幣挖礦設施或產生非所欲熱量的其他位置中實施。熱驅動式激冷器 1206b亦習知地稱為吸收冷卻系統，其使用熱來建立激冷水。這些熱驅動式激冷器 1206b可經設計為直接火、間接火及熱回收單元。當流出物包括低壓蒸汽時，間接火單元較佳。

熱驅動式激冷器 1206b特徵在於：具有少數移動部件及低維護要求的簡單設計；低操作溫度及壓力，例如200至370℉及10至115 psig；低消電量，例如0.01至0.04 KW/ton；高排熱率，例如，21,000 BTU/ton-h - 30,000 BTU/ton-h (1-冷凍噸= 12,000 BTU)；大實體大小及重量，例如，1,000噸單位冷媒= 65,000-74,000 lbs.及20 ft L x 8 ft W x 12 ft. H；及使用對臭氧層安全(ozone-safe)、低全球暖化冷媒。

岩漿電力系統 1200優於先前技術的至少一個優點係增加的效率，其可歸因於具有更少寄生負載（諸如泵）的較簡單發電廠設計，及比習知地熱系統更優質的熱源，其提供可用能量與熵之較高比率。岩漿電力系統 1200之另一優點係流出物再循環器 1206之實施方案，其可將剩餘的蒸汽轉換成冷凝液而不需要透過冷卻塔 1208傳送蒸汽。

圖13係根據說明性實施例之用於在岩漿電力系統中使用的一組渦輪的圖式。該組渦輪 1300係連接至一蒸氣分配歧管 1304的一或多個渦輪 1302。該組渦輪 1302之各者能夠從自蒸氣分配歧管 1304接收之蒸汽產生電力的高壓蒸汽渦輪，前提是所接收之蒸汽具有足夠高的溫度及壓力。

在此實施例中，在 圖 13中，由蒸汽歧管 1304所接收之蒸汽源自有套管井孔 600。在該組渦輪 1300之操作期間形成的冷凝液可返回至有套管井孔 600。

圖14A 至圖14B係根據說明性實施例之用於鑽鑿用於岩漿系統之井孔中使用的鑽頭的各種視圖。鑽頭 1400可附接至鑽桿，用於鑽鑿井孔，諸如 圖 4中之井孔 600。特定參考 圖 14A，鑽頭 1400描繪為具有徑向向外突出之一整合式擴孔器 1402的三錐鑽頭。一射出噴嘴 1404經定位以在鑽鑿期間供應鑽鑿流體給鑽頭 1400之操作介面。

擴孔器 1402與一井套管 602之終端端部接合，使得井套管可被攜帶至鑽孔中，作為向下鑽鑿的鑽頭 1400。如本文中所使用，用語「上(up)」、「下(down)」、「向上(upwardly)」、「向下(downwardly)」及其他類似用語係相對於重力向量。因此，從地表朝向地下流體庫的鑽鑿係向下方向。擴孔器 1402可被撤回或縮回以允許從鑽孔抽出鑽頭 1400而無需同時抽出井套管。

圖14B係鑽頭 1400之上平面圖，描繪附接介面之空心，允許從鑽桿向下攜帶的鑽鑿流體透過射出噴嘴 1404流出以冷卻鑽頭 1400並將鑽屑從井孔中抬出。

在 圖 14中描繪的鑽頭 1400係例示性且非限制性。例如，在 圖 14中將擴孔器 1402描繪為與鑽頭 1400整合，但在另一實施例中，擴孔器 1402可經形成至附接至鑽頭 1400之鑽桿中。另外，鑽頭 1400描繪為三錐鑽頭，但可替代地使用目前使用或後續開發的其他形式之鑽頭。

圖15A 至圖15B係根據說明性實施例之用於鑽鑿用於岩漿系統之井孔中使用的鑽桿的各種視圖。鑽桿 1500可與鑽頭（諸如鑽頭 1400）耦接，用於鑽鑿井孔。

圖15A係鑽桿 1500的立視圖、及 圖 15B係在 圖 15A中沿著線 15B-15B取得的鑽桿 1500的截面圖。鑽桿 1500具有用於在鑽鑿操作期間沿著一鑽孔向下輸送鑽鑿流體的一空心。鑽桿 1500包括在上端部處的一附接介面，該附接介面經組態以用於一旦鑽鑿操作已終止時接收一鑽桿罩蓋。鑽桿罩蓋之實例描述於 圖 11中。

圖16係根據說明性實施例之用於產生過熱蒸汽的系統。過熱蒸汽系統 1600可用於產生可在各種應用中使用的過熱蒸汽，諸如費托合成(Fischer-Tropsch Synthesis (FTS))及哈柏法(Haber process)。FTS可用於產生合成烴，且哈柏法可用於生產氨。這兩種程序需要具有大於飽和蒸汽的溫度及壓力之蒸汽來源。可使用一或多個井產生過熱蒸汽。在一較佳實施例中，系統經組態有二或更多個井，如在 圖 16之實例中所繪示。二或更多個井之使用可促進使用更簡單的操作及較低成本材料。

飽和蒸汽係液體及氣體之雙相混合物。若水被納含在壓力容器中且經加熱，則溫度及壓力將以可預測的關係一起增加。這些壓力、溫度、容積、能量關係為工程師所熟知，並發表在蒸汽表中。在加壓系統飽和蒸汽內，始終在環境中損失能量至環境且熵增加，這表示為在管或容器之重力底部收集的形成在管壁內上之冷凝液。在罐頭廠和商業洗衣房等飽和蒸汽廠中，所有蒸汽管都與地球成一定角度傾斜，其中蒸汽阱收集並返回液體水以供蒸汽產生，同時使系統中之蒸汽保持運作。

藉由捕獲蒸汽並透過熱交換器再加熱，蒸汽可具有比其壓力及容積相關聯之更多能量（焓）且不具有潛在蒸發量(evaporation potential)。此再加熱之蒸汽稱為過熱蒸汽。過熱蒸汽不是雙相混合物，而是僅作為氣體存在。此係朗肯循環發電設備運營商的首選，因為飽和蒸汽中的任何冷凝液滴都會損壞渦輪葉片。

當飽和蒸汽到達3,208.2 psi (22.089 MPa)及705.5℉(647.29°K)時，所需的體積（以每磅蒸汽立方英呎為單位）為零且其潛在蒸發量為零，其水之液相及氣相的能量含量相同。重申，水在不沸騰的情況下變成蒸汽，兩種狀態變得無法區分。此稱為臨界點。

FTS及哈柏法需要超過2900 psi的壓力及超過800℉的溫度。雖然壓力在飽和範圍內，但溫度不是。此等方法將需要過熱蒸汽，其可藉由過熱蒸汽系統 1600獲得。

過熱蒸汽系統 1600包括有一有套管井孔 1700（在下文 圖 17中更詳細地描述），以從自有套管井孔 600（在下上 圖 6中更詳細地描述）所接收之飽和蒸汽產生過熱蒸汽。

注入至井孔 600中的水可被抽出作為具有約650℉之溫度的飽和蒸汽。接著，該飽和蒸汽可注入至下游井孔 1700中，接著可被抽取作為約900℉之溫度的過熱蒸汽。接著，該過熱蒸汽可在發電廠 1602中處理，以建立電力、合成燃料或氨，如先前所述。

圖17A 至圖17C係根據說明性實施例之用於產生過熱蒸汽的井孔的各種視圖。具體而言， 圖 17A係井孔 1700的截面圖， 圖 17B係沿著 圖 17A線17B-17B取得的井孔 1700的截面圖，及 圖 17C係井孔 1700之頂部的平面圖。

有套管井孔 1700具有在一地表 207處的一第一端部 1700a、及在一地下岩漿庫 214處的一第二端部 1700b。有套管井孔 1700亦包括一流體路徑 1702（由箭頭 1702a表示），該流體路徑從在第一端部 1700a處的一入口 1704延伸至第二端部 1700b，且接著從第二端部 1700b延伸至在第一端部 1700a處的一出口 1706。流體路徑 1702經組態以在入口 1704處接收一熱傳遞流體且從出口 1706排出過熱蒸汽。熱傳遞流體之實例包括但不限於飽和蒸汽。在流體路徑 1702中將飽和蒸汽變換成在有套管井孔 1700之第二端部 1700b處的過熱蒸汽。入口流體路徑 1702之導管之直徑 1722具有「a」之值，及出口導管之直徑 1720具有「b」之值，且該等值可相同或不同，亦即，a=b或a ≠ b。在本揭露之一或多個實施例中，直徑 1722（例如對應於井孔 1700之內套管之容積）大於直徑 1720（例如對應於井孔 1700之該內套管與壁之間的圓環之容積） 。直徑差異與相對應之容積差異產生壓降以有助於驅動蒸汽流動至地表 207。

在非限制性實施例中，井孔 1700具有從地表 207朝向地下岩漿庫 214延伸的一井套管 1708，且流體路徑 1702係由延伸穿過井套管 1708的一組鍋爐套管所形成。該組鍋爐套管包括界定一第一流體導管的一第一鍋爐套管 1710，該第一流體導管經組態以將該飽和蒸汽從有套管井孔 1700之第一端部 1700a輸送至有套管井孔 1700之第二端部 1700b。該組鍋爐套管亦包括界定一第二流體導管的一第二鍋爐套管 1712，該第二流體導管經組態以將該過熱蒸汽從有套管井孔 1700之第二端部 1700b輸送至有套管井孔 1700之第一端部 1700a。

在一特定實施例中，第一鍋爐套管 1710具有一第一橫截面積，且第二鍋爐套管 1712具有一第二截面積，該第二截面積小於該第一截面積。第二鍋爐套管 1712可實質上共延伸地容納在第一鍋爐套管 1710內，以在第一鍋爐套管 1710之一側壁之一內表面與第二鍋爐套管 1712之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積 1714。在此實施例中，該第一流體導管係伸長環形空間容積 1714，且其中該第二流體導管係由第二鍋爐套管 1712之側壁界定的一伸長空間容積。

在另一特定實施例中，第一鍋爐套管 1710具有一第一橫截面積，且第二鍋爐套管 1712具有一第二截面積，該第二截面積大於該第一截面積。第一鍋爐套管 1710可實質上共延伸地容納在第二鍋爐套管 1712內，以在第二鍋爐套管 1712之一側壁之一內表面與第一鍋爐套管 1710之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積 1714。在此實施例中，該第一流體導管係伸長環形空間容積 1714，且該第二流體導管係由第一鍋爐套管 1710之側壁界定的一伸長空間容積 1714。

有套管井孔 1700可在其上端部處被井口 1716密封。井口 1716可包括：一第一連接器 1716a，其經組態以將該流體路徑之入口 1704流體連接至該飽和蒸汽之一來源，例如 圖 16中的有套管井孔 600；及一第二連接器 1716b，其經組態以將該流體路徑之出口 1706流體連接至用於從過熱蒸汽產生電力的一系統。

在非限制性實施例中，在最靠近有套管井孔 1700之第二端部 1700b的一端部處，內鍋爐套管 1712之一側壁是波紋狀，如在 圖 17B可見。在此非限制性實施例中，在最靠近有套管井孔 1700之第一端部 1700a的一端部處，該內鍋爐套管之該側壁無波紋。為了進一步防止在有套管井孔 1700之第一端部 1700a處的熱傳遞，一隔離層 1718可設置在第一端部 1700a處在外鍋爐套管 1710周圍。

圖18係根據說明性實施例之用於在 圖 17A之下游井孔中使用之另一鍋爐套管的各種視圖，及 圖 19A 至圖19B係根據說明性實施例之用於在 圖 17A之下游井孔中使用之另一鍋爐套管的各種視圖。鍋爐套管 1800具有平滑表面及基於尺寸D1之截面積。鍋爐套管 1800可包圍 圖 19A及 19B所示的波紋狀鍋爐套管 1900，該波紋狀鍋爐套管具有基於尺寸D2之截面積，其中D1大於D2。鍋爐套管 1900之波紋狀表面增加用於熱傳遞的表面積。

由於一維傳導中的變化溫度所致的透過材料之熱傳遞率可藉由傅立葉定律表達： ，其中： Qk=藉由導體之熱傳遞率 A=法向於流動方向之面積 T=溫度 X=沿著熱流方向的距離 K=材料之熱導率 dT/dx=溫度梯度 該方程式中的減號係熱流是在降低溫度方向的指示。然而，鑒於在安裝後不久將很可能抵靠外導體套管之側面形成侵入岩層，因此將需要考慮兩個傳熱遞梯度，亦即，一個傳熱遞梯度通過侵入岩石，另一個傳熱遞梯度通過金屬套管。

圖20係根據說明性實施例之用於透過有套管井孔泵送過熱地熱流體(SHGF)之方法的流程圖。流程圖 2000可在 圖 4之從地球之地表延伸至地下岩漿庫的有套管井孔 400中實施。

流程圖 2000藉由將在鑽孔內的一可滑動套管從介於地表與地下庫之間的一初始位置重新定位到至少部分地在該地下庫內之一最終位置而於步驟 2002開始。在一非限制性實施例中，該可滑動套管具有在一第一端部處的一開口，該開口通向由一側壁及在一第二端部處的一端壁所定界之一空腔中，且該可滑動套管與在一套管串之一端部處的一井篩同軸對準且至少部分地浸沒於該地下庫內。另外，該井套管包括一組孔隙，該組孔隙准許SHGF流動至由該井篩界定之一容積中。在該最終位置處，該可滑動套管之該空腔實質上與由該井篩界定之該容積重合，以防止SHGF流動通過該組孔隙，且該空腔以來自由該井篩界定之該容積的該SHGF填充。

在步驟 2004，將該可滑動套管固定在該鑽孔內之該最終位置處。固定該可滑動套管可包括藉由致動一組可調整孔隙而密封該空腔。在該組可調整孔隙係一或多個氣動操作之管軸環密封件的實施例中，密封該空腔可包括密封在行進穿過該組可調整孔隙的一流體導管周圍的該一或多個氣動操作之管軸環密封件。

在步驟 2006，增加在該可滑動套管之該空腔內的一壓力以引起在該空腔中之該SHGF流動至延伸穿過該可滑動套管之該端壁的一吸取管且至該空腔中。可藉由將一壓縮流體提供至該可滑動套管之該空腔中而增加在該空腔內的該壓力。在該壓縮流體係壓縮空氣的實施例中，可藉由透過行進穿過該可滑動套管之該端壁的一入口管輸送壓縮空氣來提供該壓縮空氣。另外，透過該入口管輸送該壓縮空氣可包括閉合經設置在該可滑動套管之該端壁中的一壓力控制閥的額外步驟。

在步驟 2008，透過該吸取管將該SHGF輸送至該地表。

在步驟 2010，回應於該空腔實質上沒有SHGF，將該可滑動套管從該最終位置往回重新定位至該初始位置。在一非限制性實施例中，在滑動該可滑動套管之前，在減少在該可滑動套管之該空腔內的一壓力之後，將該可滑動套管從該最終位置重新定位至該初始位置。可藉由打開一壓力控制閥或展開設置於該可滑動套管之該端壁中的一組可調整孔隙中之一者來降低壓力。

接著步驟 2012，允許由該井篩界定之該容積填充有SHGF。一旦填充，流程圖 2000返回至步驟 2002以允許SHGF之另一等分試樣被輸送至地表。

在流程圖 2000，重新定位該可滑動套管可藉由致動耦接至該可滑動套管的一液壓頂桿及/或一絞車而達成。

圖21係根據說明性實施例之用於使用岩漿系統產生電力之方法的流程圖。流程圖 2100中之步驟可在地熱發電廠中實施，諸如 圖 2C之地熱發電廠 200c。

流程圖 2100藉由將一液相流體供應至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔而於步驟 2102開始。從該岩漿供應的熱導致該液相流體改變成沿著該有套管井孔向上輸送且至該地表的一氣相流體。

在步驟 2104，使該氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離。

在步驟 2106，用該氣相流體操作一組渦輪以產生電力。在其中該組渦輪包括串聯配置之至少兩個渦輪的實施例中，步驟 2106可進一步包括下列步驟：在一第一壓力下用該氣相流體操作一上游渦輪；接著用從該上游渦輪所接收之該氣相流體操作一下游渦輪；接著累積來自該上游渦輪及該下游渦輪之至少一些冷凝液以供應至該有套管井孔。該下游渦輪可在小於該第一壓力之一第二壓力下操作。

在步驟 2108，累積由該氣相流體所形成之該冷凝液中之至少一些。

在步驟 2110，將該所累積之冷凝液作為該液相流體供應至該有套管井孔。

來自該組渦輪之該流出物仍可具有足夠的熱及壓力以供電給額外設備。因此，流程圖 2100可包括將來自該組渦輪之該流出物輸送至經組態以提供空調的一組熱驅動式激冷器的可選步驟 2112a。該組熱驅動式激冷器可用於冷卻運算設備，諸如伺服器機房或甚至比特幣挖礦操作。

流程圖 2100亦可包括將來自該組渦輪之該流出物輸送至一流出物再循環器的可選步驟 2112b。該流出物再循環器包含一水蒸餾系統、一熱驅動式激冷設備、一住宅供暖系統、一農業系統及一水產養殖系統中之一或多者。

圖22係根據說明性實施例之用於形成有套管井孔之方法的流程圖。流程圖 2200之步驟可實行以形成 圖 6之從一地表延伸至一地下岩漿庫的有套管井孔 600。

流程圖 2200藉由從該地表朝向該地下岩漿庫鑽鑿一井孔而於步驟 2202開始。該井孔從該地表鑽鑿至一目標深度。

在步驟 2204，一井套管被懸吊在該井孔中。在一非限制性實施例中，用設置在一鑽桿之端部處的一鑽頭該地表朝向該地下岩漿庫鑽鑿一井孔，隨著該鑽頭繼續朝向該地下庫，該井孔持續伸長。在此非限制性實施例中，該井套管耦接至位於該鑽桿之一終端區域處的一擴孔器，使得該井套管隨著該鑽桿伸長而伸長。因此，懸吊該井套管可包括在使該鑽頭朝向該地下庫前進時將該井套管輸送至該井孔中的步驟。

在步驟 2206，回應於該井孔達到一目標深度而將一鍋爐套管懸吊在該井套管內。

在 2208，繼續鑽鑿該井孔以使該井孔從該目標深度延伸至在該地下岩漿庫內之一最終深度。該鍋爐套管從該地表延伸至在該地下庫內之該最終深度以形成該有套管井孔。

圖23係根據說明性實施例之用於懸吊鍋爐套管之方法的流程圖。流程圖 2300之步驟可在流程圖 2200之步驟 2206中實施。

流程圖 2300藉由縮回擴孔器以釋放井套管而於步驟 2302開始。

在步驟 2304，撤回鑽桿及附接至該鑽桿之一終端端部的第一鑽頭。

在步驟 2306，將鍋爐套管插入至容納於井孔內的井套管中。

圖24係根據說明性實施例之用於將鍋爐套管插入至容納在井孔內的井套管中之方法的流程圖。流程圖 2400之步驟可在流程圖 2300之步驟 2306中實施。

在步驟 2402，藉由用一端板密封該鍋爐套管之該終端端部而將鍋爐套管插入至該井套管中，該端板具有經定大小以接收一鑽桿的一孔隙。

在步驟 2404，在該孔隙之一周緣周圍將一鑽桿焊接至該端板。

在步驟 2406，將一犧牲鑽頭耦接至該鑽桿。

在步驟 2408，將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中。

圖25係根據說明性實施例之用於將鍋爐套管透過井套管輸送且至井孔中之方法的流程圖。流程圖 2500之步驟可在流程圖 2400之步驟 2408中實施。

流程圖 2500藉由隨著該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中來伸長該鑽桿及該鍋爐套管而於步驟 2502開始。該鑽桿及該鍋爐套管從與該鍋爐套管之該終端端部相對的該鍋爐之一端部伸長。

在步驟 2504，可藉由將一組套管板固定至該鍋爐套管之一側壁而伸長該鑽桿及該鍋爐套管，且在步驟 2506，在一孔隙之一周緣周圍將該鑽桿之一外表面焊接至該組套管板之各者，該孔隙經定大小以接收該鑽桿。

在步驟 2508，可藉由使一新的鍋爐套管區段與該鍋爐套管之一端部對準而伸長該鍋爐套管，且接著在步驟 2510，將該新鍋爐套管區段焊接至該鍋爐套管之該端部。

在步驟 2512，藉由用一犧牲鑽頭從該目標深度鑽鑿至該最終深度直到該犧牲鑽頭在該最終深度處浸沒在該地下岩漿庫中而伸長該鍋爐套管。來自該犧牲鑽頭之水及氣壓將岩漿快速冷卻至似固相體狀態，從而允許該犧牲鑽頭切割並清空該固相體至其間的環形空隙空間以供在地表處抽出。

在步驟 2514，隨著該鍋爐套管之一終端端部接近該最終深度，將一液相流體注入至該鍋爐套管之該終端端部中。

圖26係根據說明性實施例之用於產生過熱蒸汽之方法的流程圖。流程圖 2300之步驟可在用於產生過熱蒸汽之一系統中實施，諸如 圖 16之蒸汽系統 1600。

流程圖 2600藉由從一蒸汽源接收飽和蒸汽而於步驟 2602開始。該蒸汽源可係從地表延伸至地下岩漿庫或另一地下岩漿庫的一上游井孔，諸如 圖 6之井孔 600。

在步驟 2604，將該飽和蒸汽輸送至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔中，以使該飽和蒸汽暴露於來自該地下岩漿庫的熱。來自該地下岩漿庫的該熱將該飽和蒸汽轉換成該過熱蒸汽。在一非限制性實施例中，透過介於一外鍋爐套管與一內鍋爐套管之間的一環形容積輸送該飽和蒸汽，該內鍋爐套管容納在該外鍋爐套管內。在此非限制性實施例中，該外鍋爐套管至少部分地暴露於該地下庫中之岩漿，且在最靠近該地下岩漿庫的一端部處，該內鍋爐套管之一側壁之一部分是波紋狀，且在最靠近該地表的一端部處，該內鍋爐套管之該側壁之另一部分無波紋。

在步驟 2606，將該過熱蒸汽往回朝向該地表輸送。

在一可選步驟中 2608，將該過熱蒸汽提供至一組渦輪以供產生電力。

圖27A 至圖27C係根據另一說明性實施例之用於產生過熱蒸汽之井孔的各種視圖。具體而言， 圖 27A係井孔 2700的截面圖， 圖 27B係沿著 圖 27A線 27B-27B取得的井孔 2700的截面圖，及 圖 27C係井孔 2700之頂部（亦即，井口）的平面圖。

有套管井孔 2700具有在一地表 207處的一第一端部 2700a、及在一地下岩漿庫 214處的一第二端部 2700b。有套管井孔 2700亦包括一流體路徑 2702（由箭頭 2702a表示），該流體路徑從在第一端部 2700a處的一入口 2704延伸至第二端部 2700b，且接著從第二端部 2700b延伸至在第一端部 2700a處的一出口 2706。流體路徑 2702經組態以在入口 2704處接收飽和蒸汽且從出口 2706排出過熱蒸汽。在流體路徑 2702中將飽和蒸汽變換成在有套管井孔 2700之第二端部 2700b處的過熱蒸汽。

在本揭露之一或多個實施例中，直徑2720（例如對應於出口流體導管之容積）大於直徑2722（例如對應於井孔 2700之套管與壁之間的圓環之容積） 。直徑差異與相對應之容積差異產生壓降以有助於驅動蒸汽流動至井孔 2700。

在非限制性實施例中，井孔 2700具有一井套管 2708，該井套管從地表 207朝向地下岩漿庫 214延伸，且流體路徑 2702係由延伸穿過井套管 2708的一組鍋爐套管所形成。該組鍋爐套管包括界定一第一流體導管的一第一鍋爐套管 2710，該第一流體導管經組態以將該飽和蒸汽從有套管井孔 2700之第一端部 2700a輸送至有套管井孔 2700之第二端部 2700b。該組鍋爐套管亦包括界定一第二流體導管的一第二鍋爐套管 2712，該第二流體導管經組態以將該過熱蒸汽從有套管井孔 2700之第二端部 2700b輸送至有套管井孔 2700之第一端部 2700a。

在一特定實施例中，第一鍋爐套管 2710具有一第一橫截面積，且第二鍋爐套管 2712具有一第二截面積，該第二截面積小於該第一截面積。第二鍋爐套管 2712可實質上共延伸地容納在第一鍋爐套管 2710內，以在第一鍋爐套管 2710之一側壁之一內表面與第二鍋爐套管 2712之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積 2714。在此實施例中，該第一流體導管係伸長環形空間容積 2714，且其中該第二流體導管係由第二鍋爐套管 2712之側壁界定的一伸長空間容積。

在另一特定實施例中，第一鍋爐套管 2710具有一第一橫截面積，且第二鍋爐套管 2712具有一第二截面積，該第二截面積大於該第一截面積。第一鍋爐套管 2710可實質上共延伸地容納在第二鍋爐套管 2712內，以在第二鍋爐套管 2712之一側壁之一內表面與第一鍋爐套管 2710之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積 2714。在此實施例中，該第一流體導管係伸長環形空間容積 2714，且該第二流體導管係由第一鍋爐套管 2710之側壁界定的一伸長空間容積 2714。

有套管井孔 2700可在其上端部處被井口 2716密封。井口 2716可包括經組態以將井口 2716連接至井孔 2700之一相對連接器的一第一連接器 2716a。井口 2716可接收來自一有套管井孔（諸如 圖 16之井孔 600）之飽和蒸汽，且提供過熱蒸汽至用於從過熱蒸汽產生電力的一系統，諸如 圖 16之發電廠 1602。

在非限制性實施例中，在最靠近有套管井孔 2700之第二端部 2700b的一端部處，外鍋爐套管 2712之一側壁是波紋狀，以增加來自岩漿之熱傳遞。在此非限制性實施例中，在最靠近有套管井孔 2700之第一端部 2700a的一端部處，外鍋爐套管 2712之側壁無波紋。在整個井孔 2700之長度，內鍋爐套管 2710之側壁無波紋。為了進一步防止在有套管井孔 2700之第一端部 2700a處的熱傳遞，一隔離層 2718可設置在第一端部 2700a處在外鍋爐套管 2710周圍。

可藉由一組套管板提供結構剛性至井孔 2700。在此說明性實施例中，井孔 2700包括至少兩個套管板 3000（在 圖 30更詳細地展示）及 3300，但可包括設置於整個井孔 2700之長度上的多於兩個套管板。例如，套管板 3000及/或 3300可依預定間隔安裝以提供必要的支撐及/或剛性，例如在鍋爐套管區段之間的每個介面處、在鍋爐套管區段之間的每個其他介面處、或一些其他間隔。

圖27B之截面圖描繪套管板 3300之平面圖，其可見於從沿著 圖 27A之線27B-27B取得的井孔 2700之截面圖。套管板 3300具有從中心本體 3304徑向向外延伸的八個臂 3302。在此說明性實施例中，中心本體 3304具有大致上錐形形式，其界定經組態以接收驅動犧牲鑽頭 1400之鑽桿 1500的管形孔。臂 3302之連接內鍋爐套管 2710及外鍋爐套管 2712以提供支撐及/或剛性。套管板 3300可焊接至內鍋爐套管 2710及外鍋爐套管 2712，如 圖 32更詳細展示。

圖28A 至圖28C係根據說明性實施例之井孔 2700之鍋爐套管的各種視圖。 圖 28A描繪在井孔 2700之上部分處的該組鍋爐套管之截面圖。該截面圖係沿著 圖 27之線28A-28A取得。如可見，第一鍋爐套管 2710及第二鍋爐套管 2712之配置形成具有圓形截面的用於過熱蒸汽之流體路徑及具有環形截面的用於飽和蒸汽之流體路徑。第一鍋爐套管 2710及第二鍋爐套管 2712之側壁係平滑的。

圖28B係在井孔 2700之下部分中使用的該組鍋爐套管之截面圖。該截面圖係沿著 圖 27之線28B-28B取得。第一鍋爐套管 2710及第二鍋爐套管 2712之配置形成具有圓形截面的用於過熱蒸汽之流體路徑及具有大致上環形截面的用於飽和蒸汽之流體路徑。第一鍋爐套管 2710之側壁平滑，而在第二鍋爐套管 2712之側壁係波紋狀。 圖 28C描繪 圖 28B中所展示的鍋爐套管之立視圖。

井孔 2700之鍋爐套管可由標準碳鋼所形成，且提供20’或40’長度、變化之直徑及變化之厚度。可藉由帶螺紋介面或焊接接縫將鍋爐套管區段固定在一起。第二鍋爐套管 2712上之波紋使用於熱交換之面積增加至多約57%。在井孔 2700之下端部處的波紋狀鍋爐套管增加來自岩漿庫之熱交換率，使得飽和蒸汽可轉換為過熱蒸汽。該過熱蒸汽可經由第一鍋爐套管 2710中之流體路徑之部分往回向上輸送至地表。

圖29及 圖 30展示根據說明性實施例之安裝在井孔之上部分中之套管板的不同視圖。具體而言， 圖 29描繪安裝於 圖 27所示之井孔 2700之上部分中的套管板 3000之更詳細視圖，而 圖 30展示自 圖 29線30-30取得的套管板 3000之平面圖。

例示性套管板 3000具有從一中心本體區域 3004延伸的四個臂 3002。中心本體區域 3004包括經組態以接收鑽桿 1500的孔。臂 3002連接第一鍋爐套管 2710與第二鍋爐套管 2712。可藉由習知手段（諸如焊接）將套管板 3000緊固於井孔 2700中。在 圖 29中識別例示性焊接位置 2902。

套管板 3000之臂 3002之形狀提供必要的強度而不會阻擋流動通過流體路徑 2702之蒸汽。例如，各臂 3002具有從中心本體區 3004延伸至第二鍋爐套管 2712的徑向長度。套管板 3000將鑽桿 1500與第一鍋爐套管 2710及第二鍋爐套管 2712固定。各臂 3002之一部分可具有大致上五邊形截面形狀，如從 圖 31可見，其係沿著 圖 29之線31-31取得的截面圖。各臂 3002之前緣 3006經定形狀以藉由過熱蒸汽減少流體流動通過各臂 3002的阻力之量。在此說明性實施例中，臂 3002之截面積的大小隨著臂從內鍋爐套管 2710前進展朝向鑽桿 1500而增加，以提供沿著鑽桿 1500用於焊道 2902之增加表面積。同樣，各臂 3002由一擴口尖端 3008終止，擴口尖端提供用於焊道 2902抵靠第二鍋爐套管 2712的增加表面積。

圖32係根據說明性實施例之安裝在鍋爐套管之兩個區段之間的套管板之臂的截面圖。具體而言，沿著 圖 27中之井孔 2700之線32至32取得視圖，展示臂 3002行進穿過第一鍋爐套管 2710。第一鍋爐套管 2710由複數個鍋爐套管區段形成，其中兩者在 圖 32中展示為鍋爐套管區段 2710a及 2710b。將套管板 3000置放在兩個連續鍋爐套管區段之間的介面減少組裝井孔 2700所需經歷的分開之焊接步驟的數目，此係因為鍋爐套管區段 2710a及 2710b無論如何都焊接在一起。在此說明性實施例中，焊道 2902被置放在鍋爐套管區段 2710a與 2710b之間、及在套管板臂 3002與鍋爐套管 2710之間。

為了促進安裝程序，鍋爐套管區段中 2710a及 2710b之各者可經形成有對應於套管板臂 3002之截面形狀的空隙。例如，在 圖 32之實例中，下游鍋爐套管 2710b可具有三角形空隙形狀，而上游鍋爐套管 2710a可具有矩形空隙形狀，當鍋爐套管區段 2710a及 2710b對準時，該等鍋爐套管可容納套管板臂 3002。

圖33A及 圖 33B呈現根據說明性實施例之套管板的更詳細視圖。套管板 3300可安裝於井孔 2700之下端部。如先前所述，套管板 3300具有從中心本體 3304徑向向外延伸的複數個臂 3302。在此非限制性實施例中，套管板 3300具有大致上配置在中心本體 3304周圍的八個臂。臂 3302中之各者連接第一鍋爐套管 2710與第二鍋爐套管 2712以提供支撐及/或剛性。套管板 3300可藉由焊道 3302焊接至第一鍋爐套管 2710及第二鍋爐套管 2712，如 圖 33B更詳細地展示。

在此說明性實施例中，一間隙 3304經維持在套管板臂 3302之各者之端部與第二鍋爐套管 2712之間。間隙 3304可允許在流動通過環形區域 2714之飽和蒸汽與第二鍋爐套管 2712之側壁之間更大接觸，其增加熱傳遞量。

在一實施例中，套管板 3300之各臂 3302具有類似於 圖 31所示之套管板臂 3002的截面形狀。另外，各臂 3302之截面積可隨著其相距於鑽桿 1500之距離增加而使截面積減小。如先前所述，套管板 3300可安裝在套管板區段之間的介面處，如上文在 圖 32中所描述。

圖34係根據另一說明性實施例之一套管板。套管板 3400具有從中心本體部分 3404徑向向外延伸的四個臂 3402。套管板臂 3400可具有類似於 圖 33中之套管板臂 3300之尺寸。在一非限制性實施例中，臂 3402之各者之遠端端部完全延伸至第二鍋爐套管 2712以消除 圖 33所示之間隙。

圖35A 及圖35B係根據又另一說明性實施例之套管板的各種視圖。 圖 35A係一套管板 3500之平面圖，其可在有套管井孔中（諸如 圖 9A中之有套管井孔 600）中使用，作為套管板 618之替代物。 圖 35B係套管板 3500之立視圖。

套管板 3500可經配置以允許流體導管 800行進穿過通氣孔 3502中之一者。另外，套管板 3500可藉由沿著其外周邊焊接而附接至鍋爐套管 602之內表面，且套管板 3500可藉由沿著經大小接收鑽桿 1500的中心孔隙之周邊焊接而附接至鑽桿 1500。套管板 3500可包括一組通氣孔 3502，該組通氣孔之尺寸及圖案經選擇以最大化流動通過鍋爐套管 3500的流體。在此說明性實施例中，該圖案經選擇以獲得均勻的軸向負載。

圖36係根據說明性實施例之另一岩漿電力系統的簡化示意圖。岩漿電力系統 3600包括一蒸汽分離器 3602，該蒸汽分離器直接連接至延伸於一地表與該地下岩漿庫之間的一有套管井孔 600。蒸汽分離器 3602使氣相流體（亦即，蒸汽）與由該氣相流體所形成之冷凝液分離。蒸汽管線 3604展示為實線，而冷凝液管線 3606展示為虛線。

一第一組渦輪 3608（亦即，高壓渦輪）連接至該蒸汽分離器 3602且經組態以從自蒸汽分離器 3602接收之該氣相流體產生電力。鑒於起源自有套管井孔 600的蒸汽之足夠高溫度及壓力，第二組蒸汽渦輪 3610（亦即，低壓渦輪）可與第一組蒸汽渦輪 3608串聯配置，以從自第一組蒸汽渦輪 3608排出的蒸汽產生電力。

雖然未示出，一冷凝液槽可被包括於岩漿電力系統 3600中且連接至冷凝液管線 3606。接著，可將冷凝液從冷凝液槽往回注入至有套管井孔 600中以供再使用。

圖37係根據說明性實施例之過熱蒸汽系統的示意圖。過熱蒸汽系統 3700係 圖 16中之過熱蒸汽系統 1600的示意圖。過熱系統 3700包括在一地表與一地下岩漿庫之間延伸的一有套管井孔 600。有套管井孔 600提供飽和蒸汽至過熱蒸汽井 1700。在過熱蒸汽井 1700中將飽和蒸汽變換成過熱蒸汽，且在蒸汽管線 3702中將過熱蒸汽輸送至第一組渦輪 3706。蒸汽管線 3702描繪為實線，而冷凝液管線 3704描繪為虛線。

第一組渦輪 3706係經組態以從自過熱蒸汽接收之氣相流體產生電力的高壓渦輪。鑒於起源自過熱蒸汽井 1700的蒸汽之足夠高溫度及壓力，第二組蒸汽渦輪 3708可與第一組蒸汽渦輪 3706串聯配置，以從自第一組蒸汽渦輪 3706排出的蒸汽產生電力。如本文中所使用，第二組渦輪 3708可稱為低壓渦輪，前提是該第二組渦輪以低於第一組渦輪 3706之壓力下操作。

儘管未圖出，過熱蒸汽系統 3700可包括連接至冷凝液管線 3704的一冷凝液槽。接著，可將冷凝液從冷凝液槽往回注入至有套管井孔 600中以供再使用。

圖38A及 圖 38B係根據另一說明性實施例之用於產生過熱蒸汽之井孔的截面圖。具體而言， 圖 38A係井孔 3800之截面立視圖，及 圖 38B係沿著 圖 38A之線38B-38B取得的井孔 3800的截面圖。

井孔 3800類似於 圖 27之井孔 2700，惟下列除外：鑽鑿鑽孔之後撤回鑽桿 1500及犧牲鑽頭，且套管板 3000被省略，取而代之的是設置在第一鍋爐套管 3810與第二鍋爐套管 3812之間的多個間隔物 3801。一隔離層 3818可圍繞第二套管 3812包覆以減少熱損失。在一實施例中，複數個間隔物 3801中之各者係一鰭形突出部，其等使用習知方法（諸如摩擦裝配、栓接或焊接）而附接至第一鍋爐套管 3810之外表面。在此說明性實施例中，在 圖 38中，複數個間隔物 3801經周向地配置在第一鍋爐套管 3810周圍且在井孔 3800之各種深度處。複數個間隔物 3801亦可附接至第一鍋爐套管 3810之終端端部，以維持與第二鍋爐套管 3812分離。

在一特定實施例中，複數個間隔物 3801可附接在兩個套管區段之間的介面以提供增強的結構剛性。然而，在一替代實施例中，複數個間隔物 3801可根據另一預定圖案（諸如類似於螺釘之螺紋的螺旋圖案）設置在第一鍋爐套管 3810之外部周圍。

圖38B描繪在具有平滑第二套管 3812之井孔中實施之間隔物 3801的截面圖。 圖 39描繪在具有波紋狀第二套管 3812之井孔 3900中實施之間隔物 3801的截面圖。

儘管本揭露之實施例已參照若干元件描述，但本文所描述之實施例中所描述之任何元件為例示性且可被省略、經取代、增添、組合或重新配置以形成新實施例。熟習此項技術者在閱讀本說明書時將認識到，本文中有效地揭示此類額外實施例。例如，在本揭露描述元件或用於製造或使用元件或元件組合的特性、結構、大小、形狀、配置或組成物的方法之情況中，該等特性、結構、大小、形狀、配置或組成物亦可併入至本文所述之任何元件或元件組合、或用於製造或使用元件或元件組合的方法中，以提供額外實施例。

另外，在本文中將一實施例描述為包含一些元件或元件群組之情況中，其他實施例可基本上由元件或元件群組組成或由元件或元件群組組成。此外，儘管在本文中通常使用開放用語「包含(comprises)」，但額外實施例可藉由取代用語「基本上由……組成(consisting essentially of)」或「由……組成(consisting of)」所形成。

儘管本揭露已參考較佳實施例具體展示及描述，但熟習此項技術者將理解，可在其中進行形式及細節之各種變化，而不脫離本揭露之精神及範疇。本發明人期望熟習此項技術者在適當情況下採用此類變化，且本發明人意欲以除本文中具體地描述外的其他方式實踐之本揭露。因此，在適用法律允許的情況下，本揭露包括申請專利範圍中所敍述之主題的所有修改及等效物。此外，本揭露涵蓋上文所描述之元件中之任何組合，除非本文中另外指示或以其他方式與上下文相矛盾。 額外實施例

提供以下描述性實施例以進一步支援本揭露之一或多個態樣。

在第一實施例中，本發明之態樣係關於一種用於從一地下岩漿庫產生電力之系統。該系統包括一蒸汽分離器，該蒸汽分離器直接連接至延伸於一地表與該地下岩漿庫之間的一有套管井孔。在一些實施例中，該蒸汽分離器使一氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離。該系統亦包括連接至該蒸汽分離器的一第一組渦輪。該第一組渦輪經組態以從自該蒸汽分離器接收之該氣相流體產生電力。該系統進一步包括流體連接至該蒸汽分離器及該第一組渦輪的一冷凝液槽。該冷凝液槽經流體地連接至一流體導管，該流體導管供應冷凝液至該有套管井孔之一終端端部。

在系統之第一實施例的另一態樣中，該第一組渦輪係高壓渦輪。

在該系統之該第一實施例的另一態樣中，該組高壓渦輪之各者產生約200 MW的電力；

在系統之第一實施例的另一態樣中，該第一組渦輪包括至少兩個渦輪。在第一實施例之又另一態樣中，該系統進一步包含連接至該蒸汽分離器及該至少兩個渦輪之各者的一蒸汽供應歧管。

在第一實施例之另一態樣中，該系統包括串聯連接至該第一組渦輪的一第二組渦輪。

在該系統之第一實施例的另一態樣中，該第二組渦輪係以低於該第一組渦輪之壓力下操作的低壓渦輪；

在第一實施例之另一態樣中，該系統包括一組熱驅動式激冷器，其經組態以從來自一或多種渦輪之流出物提供空調。

在第一實施例之另一態樣中，該系統包括一或多個流體導管，該一或多個流體導管經組態以將流出物從一或多個渦輪輸送至一流出物再循環器。

在第一實施例之另一態樣中，該流出物再循環器包含一水蒸餾系統、一熱驅動式激冷設備、一住宅供暖系統、一農業系統及一水產養殖系統中之一或多者。

在第二實施例中，本發明之態樣係關於一種用於產生電力之方法。該方法包括將一液相流體供應至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔的步驟。從該岩漿供應的熱導致該液相流體改變成沿著該有套管井孔向上輸送且至該地表的一氣相流體。該方法進一步包括使該氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離的步驟。該方法亦包括下列步驟：用該氣相流體操作一組渦輪以產生電力；累積由該氣相流體所形成之該冷凝液中之至少一些；及將該所累積之冷凝液作為該液相流體供應至該有套管井孔。

在第二實施例之另一態樣中，該組渦輪包括串聯配置之至少兩個渦輪，且其中用該氣相流體操作該組渦輪進一步包含下列步驟：在一第一壓力下用該氣相流體操作一上游渦輪；用從該上游渦輪所接收之該氣相流體操作一下游渦輪，其中該下游渦輪在小於該第一壓力之一第二壓力下操作；及累積來自該上游渦輪及該下游渦輪之至少一些冷凝液以供應至該有套管井孔。

在第二實施例之另一態樣中，該方法包括將來自該組渦輪之該流出物輸送至經組態以提供空調的一組熱驅動式激冷器的步驟。

在第二實施例之另一態樣中，該方法包括將來自該組渦輪之該流出物輸送至一流出物再循環器的步驟。

在第二實施例之另一態樣中，該流出物再循環器包含一水蒸餾系統、一熱驅動式激冷設備、一住宅供暖系統、一農業系統、一冷卻塔及一水產養殖系統中之一或多者。

在第三實施例中，本揭露之態樣係關於一種有套管井孔。該有套管井孔包括：一井套管，其懸吊於延伸在一地表與一地下岩漿庫之間的一鑽孔內；一鍋爐套管，其容納在該井套管內且延伸在該地表與該地下岩漿庫之間，其中該鍋爐套管具有一第一端部及與該第一端部相對之一終端端部，其中該鍋爐套管之該終端端部浸沒在該地下岩漿庫內；一流體導管，其容納在該鍋爐套管中且經組態以將一液相流體遞送至該鍋爐套管之該終端端部，其中在該鍋爐套管之該終端端部處的一溫度及一壓力將該液相流體轉換成一氣相流體，該氣相流體行進通過該鍋爐套管朝向該地表；及一井口，其連接至該鍋爐套管之該第一端部。

在第三實施例之另一態樣中，該井套管從該地表延伸至在乾岩與侵入岩之間的一邊界層。

在第三實施例之另一態樣中，該鍋爐套管與該井套管同軸對準。此外，該井套管之內表面及該鍋爐套管之外表面界定一環形空隙空間。

在第三實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包含在該環形空隙空間中之一隔離層，該隔離層橫跨該鍋爐套管之一預定長度，其中該預定長度包括該鍋爐套管之該第一端部。

在第三實施例之另一態樣中，該鍋爐套管由經端對端定位且焊接一起的複數個鍋爐套管區段所形成。

在第三實施例之另一態樣中，該鍋爐套管之內部容積被一組套管板分成複數個隔室。

在第三實施例之另一態樣中，該組套管板中之各者包括複數個孔隙，其中該複數個孔隙包括：一第一孔隙，其經定大小以容納該流體導管；一第二孔隙，其經定大小以接收一鑽桿：及一組蒸氣通氣孔，其允許該氣相流體行進通過該複數個隔室朝向該地表。

在第三實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包括一鑽桿，該鑽桿從該第一端部至該終端端部延伸穿過該鍋爐套管，且行進通過該組套管板之各者的該第二孔隙。

在第三實施例之另一態樣中，該鑽桿之一外表面沿著該第二孔隙之一周緣焊接至該組套管板之各者。

在第三實施例之另一態樣中，該流體導管包括一管、圍繞該管之一隔離層、及圍繞該隔離層之一外殼。

在第三實施例之另一態樣中，該鍋爐套管之該終端端部被一端板密封，該端板包括經定大小以接收一鑽桿的一孔隙。

在第三實施例之另一態樣中，該井口密封該鍋爐套管之該第一端部，且該井口接收該流體導管及該鑽桿。

在第四實施例中，本發明之態樣係關於一種用於形成從一地表延伸至一地下岩漿庫之一有套管井孔之方法。該方法包括下列步驟：從該地表朝向該地下岩漿庫鑽鑿一井孔；在該井孔中懸吊一井套管；回應於該井孔達到一目標深度，在該井套管內懸吊一鍋爐套管；及繼續從該目標深度至在該地下岩漿庫內之一最終深度鑽鑿該井孔，其中該鍋爐套管從該地表延伸至在該地下庫內之該最終深度以形成該有套管井孔。

在第四實施例之另一態樣中，用連接至一鑽桿的一第一鑽頭從該地表至該目標深度鑽鑿該井孔，其中在經定位在該鑽桿之一終端區域處的一擴孔器上將該井套管輸送至該井孔中，且其中懸吊該井套管進一步包含在使該鑽頭朝向該地下庫前進時將該井套管輸送至該井孔中。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括在該井套管內懸吊該鍋爐套管的步驟。該方法進一步包括下列步驟：縮回該擴孔器以釋放該井套管；撤回該鑽桿及附接至該鑽桿之一終端端部的該第一鑽頭；及將該鍋爐套管插入至容納於該井孔內的該井套管中。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括將該鍋爐套管插入至該井套管中的步驟。該方法進一步包含：用一端板密封該鍋爐套管之該終端端部，該端板具有經定大小以接收一鑽桿的一孔隙；在該孔隙之一周緣周圍將該鑽桿焊接至該端板；將一犧牲鑽頭耦接至該鑽桿；及將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中的步驟。該方法進一步包含隨著該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中來伸長該鑽桿及該鍋爐套管，其中該鑽桿及該鍋爐套管從與該鍋爐套管之該終端端部相對的該鍋爐之一端部伸長。

在第四實施例之另一態樣中，伸長該鍋爐套管進一步包括：使一新的鍋爐套管區段與該鍋爐套管之一端部對準；及將該新鍋爐套管區段焊接至該鍋爐套管之該端部。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括伸長該鑽桿及該鍋爐套管進一步包括將一組套管板固定至該鍋爐套管之一側壁。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括將該組套管板固定在該鍋爐套管內進一步包含在一孔隙之一周緣周圍將該鑽桿之一外表面焊接至該組套管板之各者，該孔隙經定大小以接收該鑽桿。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中進一步包括：用該犧牲鑽頭從該目標深度鑽鑿至該最終深度，其中該犧牲鑽頭在該最終深度處浸沒在該地下岩漿庫中。

在第四實施例之另一態樣中，該方法包括將該井套管輸送至該井孔中進一步包含隨著該鍋爐套管接近該最終深度，將一液相流體注入至該鍋爐套管之一終端端部中。

在第五實施例中，本揭露之態樣係關於一種用於產生過熱蒸汽之有套管井孔。該有套管井孔包括在一地表處的一第一端部、在一地下岩漿庫處的一第二端部、及一流體路徑，該流體路徑從在該第一端部處的一入口延伸至該第二端部，且接著從該第二端部延伸至在該第一端部處的一出口，其中該流體路徑經組態以在該入口處接收飽和蒸汽且從該出口排出過熱蒸汽，且其中在該流體路徑中在該有套管井孔之該第二端部處將該飽和蒸汽變換成過熱蒸汽。

在第五實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包括從該地表朝向該地下岩漿庫延伸的一井套管，其中該流體路徑係由延伸通過該井套管的一組鍋爐套管所形成。

在第五實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包括一組鍋爐套管。該等鍋爐套管包括界定一第一流體導管的一第一鍋爐套管，該第一流體導管經組態以將該飽和蒸汽從該有套管井孔之該第一端部輸送至該有套管井孔之該第二端部，且其中該組鍋爐套管包括界定一第二流體導管之一第二鍋爐套管，該第二流體導管經組態以將過熱蒸汽從該有套管井孔之該第二端部輸送至該有套管井孔之該第一端部。

在第五實施例之另一態樣中，該第一鍋爐套管具有一第一截面積，該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積小於該第一截面積；且該第二鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第一鍋爐套管內，以在該第一鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第二鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。

在第五實施例之另一態樣中，該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且其中該第二流體導管係由該第二鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。

在第五實施例之另一態樣中，該第一鍋爐套管具有一第一截面積，該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積大於該第一截面積，且該第一鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第二鍋爐套管內，以在該第二鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第一鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。

在第五實施例之另一態樣中，該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且該第二流體導管係由該第一鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。

在第五實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包括一井口，該井口包括：一第一連接器，其經組態以將該流體路徑之該入口流體連接至該飽和蒸汽之一來源；及一第二連接器，其經組態以將該流體路徑之該出口流體連接至用於從過熱蒸汽產生電力的一系統。

在第五實施例之另一態樣中，該飽和蒸汽之該來源係從該地表延伸至該地下岩漿庫或另一地下岩漿庫的一上游井孔。

在第五實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包括在最靠近該有套管井孔之該第二端部的一端部處，該內鍋爐套管之一側壁不是波紋狀。

在第五實施例之另一態樣中，在最靠近該有套管井孔之該第一端部的一端部處，該內鍋爐套管之該側壁無波紋。

在第五實施例之另一態樣中，該有套管井孔進一步包括在該第一端部處在該外鍋爐套管周圍的一隔離層。

在第六實施例中，本揭露之態樣係關於一種用於使用過熱蒸汽發電的系統。該系統包括在一地表與一地下岩漿庫之間延伸的一有套管井孔。該有套管井孔包括在一地表處的一第一端部、在一地下岩漿庫處的一第二端部、及一流體路徑，該流體路徑從在該第一端部處的一入口延伸至該第二端部，且接著從該第二端部延伸至在該第一端部處的一出口。該流體路徑經組態以在該入口處接收飽和蒸汽且從該出口排出過熱蒸汽。在該流體路徑中在該有套管井孔之該第二端部處將該飽和蒸汽變換成過熱蒸汽，且一組渦輪經組態以從來自該有套管井孔所提供之該過熱蒸汽產生電力。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該流體路徑之該入口接收來自一上游井孔之該飽和蒸汽，該上游井孔從該地表延伸至該地下岩漿庫或另一地下岩漿庫。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該有套管井孔進一步包含從該地表朝向該地下岩漿庫延伸的一井套管，其中該流體路徑係由延伸通過該井套管的一組鍋爐套管所形成。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該組鍋爐套管包括界定一第一流體導管的一第一鍋爐套管，該第一流體導管經組態以將該飽和蒸汽從該有套管井孔之該第一端部輸送至該有套管井孔之該第二端部，且其中該組鍋爐套管包括界定一第二流體導管之一第二鍋爐套管，該第二流體導管經組態以將過熱蒸汽從該有套管井孔之該第二端部輸送至該有套管井孔之該第一端部。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該第一鍋爐套管具有一第一截面積，該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積小於該第一截面積，且該第二鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第一鍋爐套管內，以在該第一鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第二鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該第一流體導管係一伸長環形空間容積，且其中該第二流體導管係由該第二鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該第一鍋爐套管具有一第一截面積，該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積大於該第一截面積，且該第一鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第二鍋爐套管內，以在該第二鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第一鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。

在該系統之第六實施例的另一態樣中，該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且該第二流體導管係由該第一鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。

在第六實施例之另一態樣中，該系統進一步包括一井口，該井口包括：一第一連接器，其經組態以將該流體路徑之該入口流體連接至該飽和蒸汽之一來源；及一第二連接器，其經組態以將該流體路徑之該出口流體連接至用於從過熱蒸汽產生電力的一系統。

在第七實施例中，本揭露之態樣係關於一種用於產生過熱蒸汽之方法。該方法包括下列步驟：從一蒸汽源接收飽和蒸汽；將該飽和蒸汽輸送至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔中，以使該飽和蒸汽暴露於來自該地下岩漿庫的熱，其中來自該地下岩漿庫的該熱將該飽和蒸汽轉換成該過熱蒸汽；及將該過熱蒸汽往回朝向該地表輸送。

在第七實施例之另一態樣中，將該飽和蒸汽輸送至該井孔中進一步包含透過介於一外鍋爐套管與一內鍋爐套管之間的一環形容積輸送該飽和蒸汽，該內鍋爐套管容納在該外鍋爐套管內。在第七實施例之另一態樣中，該外鍋爐套管至少部分地暴露於該地下庫中之岩漿。

在該方法之第七實施例之另一態樣中，在最靠近該地下岩漿庫的一端部處，該內鍋爐套管之一側壁之一部分不是波紋狀。

在該方法之第七實施例的另一態樣中，在最靠近該地表的一端部處，該內鍋爐套管之該側壁之另一部分無波紋。

在該方法之第七實施例的另一態樣中，該蒸汽源係從該地表延伸至該地下岩漿庫或另一地下岩漿庫的一上游井孔。

在該方法之第七實施例的另一態樣中，將該過熱蒸汽提供至一組渦輪以供產生電力。

102:內核 104:外核 106:下地幔 108:過渡帶 110:上地幔 112:地殼 114:火山 200a:地熱系統 200b:SHGS發電系統；SHGS地熱系統 200c:岩漿系統；地熱發電廠 202a:生產井 204a:注入井 206b:注入井 207:地表 208:岩石層 210:過熱地熱流體(SHGF)層 212:乾岩層 214:岩漿庫 300:生產井；井孔 302:以混凝土築砌襯層之井套管 304:井篩 306:吸取管 308:泵 310:馬達 400:井孔 402:以混凝土築砌襯層之井套管 404:井篩 406:孔隙 408:可滑動套管 408a:第一端部 408b:第二端部 408c:側壁 408d:端壁 410:開口 412:空腔 414:吸取管 415:閥 416:升降機 418:壓縮機 420:入口管 422:止回閥 500:可調整孔隙 501:軸環密封件 502:本體 504:墊片 506:密封介面 508:氣閥 600:井孔 602:鍋爐套管；井套管 602a:第一端部 602b:終端端部 602c:鍋爐套管區段 602d:隔室 604:井套管 608:乾岩層 610:侵入岩層 612:環形空隙空間 614:端板 616:接縫 618:套管板 620:孔隙 620a:第一孔隙；第二管隙 620b:第二孔隙；第一孔隙 620c:其餘孔隙 622:吸取管 624:注入管 700:隔離層 800:流體導管；流體注入導管 802:流體導管 804:內隔離層；內套管層 806:外隔離套管層 1000:井口 1002:第一配接表面 1004:另一配接表面 1006:蒸汽閥 1100:鑽桿罩蓋 1102:通氣孔 1104:空腔 1106:帶螺紋接收器 1108:帶螺紋介面 1110:出口 1200:岩漿電力系統 1202:蒸汽分離器 1204:冷凝液槽 1206:流出物再循環器 1206a:水蒸餾系統 1206b:熱驅動激冷設備；熱驅動式激冷器 1206c:住宅HVAC系統 1206d:農業系統 1206e:水產養殖系統 1208:冷卻塔 1300:第一組蒸汽渦輪 1300':第二組蒸汽渦輪 1302:渦輪 1304:蒸氣分配歧管 1400:鑽頭 1402:整合式擴孔器 1404:射出噴嘴 1500:鑽桿 1600:過熱蒸汽系統 1602:發電廠 1700:井孔；有套管井孔 1710:第一鍋爐套管 1712:第二鍋爐套管；內鍋爐套管 1716:井口 1720:直徑 1722:直徑 1800:鍋爐套管 1900:波紋狀鍋爐套管 2000:流程圖 2002:步驟 2004:步驟 2006:步驟 2008:步驟 2010:步驟 2012:步驟 2100:流程圖 2102:步驟 2104:步驟 2106:步驟 2108:步驟 2110:步驟 2112a:可選步驟 2112b:可選步驟 2200:流程圖 2202:步驟 2204:步驟 2206:步驟 2208:步驟 2300:流程圖 2302:步驟 2304:步驟 2306:步驟 2400:流程圖 2402:步驟 2404:步驟 2406:步驟 2408:步驟 2500:流程圖 2502:步驟 2504:步驟 2506:步驟 2508:步驟 2510:步驟 2512:步驟 2514:步驟 2600:流程圖 2602:步驟 2604:步驟 2606:步驟 2608:可選步驟 2700:井孔；有套管井孔 2700a:第一端部 2702:流體路徑 2702a:箭頭 2704:入口 2706:出口 2710:第一鍋爐套管 2710a:鍋爐套管區段 2710b:鍋爐套管區段 2712:第二鍋爐套管 2714:伸長空間容積 2716:井口 2718:隔離層 2720:直徑 2722:直徑 2902:焊接位置 3000:套管板 3002:臂 3004:中心本體 3006:前緣 3008:擴口尖端 3300:套管板 3302:臂 3304:中心本體 3500:套管板 3502:通氣孔 3600:岩漿電力系統 3602:蒸汽分離器 3604:蒸汽管線 3606:冷凝液管線 3608:第一組渦輪 3610:第二組蒸汽渦輪 3700:過熱蒸汽系統 3702:蒸汽管線 3704:冷凝液管線 3706:第一組渦輪 3708:第二組蒸汽渦輪 3800:井孔 3801:間隔物 3810:第一鍋爐套管 3812:第二鍋爐套管 3818:隔離層 3900:井孔 D1:尺寸 D2:尺寸 L:預定長度 a:直徑 b:直徑

隨附申請專利範圍中闡述據信是本揭露之特性的特徵。然而，當結合附圖閱讀時藉由參考以下說明性實施例之詳細描述，將更理解本揭露本身、以及較佳使用模式、進一步目標、及優點，其中： ［ 圖 1］係地球之部分截面圖，其描繪可根據說明性實施例來開發用於產生地熱電力之地下岩層； ［ 圖 2A］繪示習知地熱發電系統； ［ 圖 2B］繪示理論過熱地熱系統(super-hot geothermal system, SHGS)； ［ 圖 2C］繪示根據說明性實施例之一基於岩漿之地熱發電系統（「岩漿系統」）； ［ 圖 3］係用於在圖2B之理論SHGS中使用的習知井孔的截面圖； ［ 圖 4A］ 至［ 圖 4B］係在本揭露之一或多個實施例中用於搭配 圖 2B之理論SHGS使用的井孔的各種部分截面圖； ［ 圖 5A］ 至［ 圖 5C］係根據說明性實施例之一氣動軸環密封件的各種視圖； ［ 圖 6］係根據說明性實施例之用於搭配 圖 2C之岩漿系統使用的有套管井孔的截面圖； ［ 圖 7A］ 至［ 圖 7B］係根據說明性實施例之 圖 6之有套管井孔之第一上端部的各種視圖； ［ 圖 8A］ 至［ 圖 8B］係根據說明性實施例之 圖 6之有套管井孔之流體注入導管的各種視圖； ［ 圖 9A］ 至［ 圖 9B］係根據說明性實施例之圖6之有套管井孔之第二終端端部的各種視圖； ［ 圖 10A］ 至［ 圖 10C］係根據說明性實施例之圖6之有套管井孔之井口的各種視圖； ［ 圖 11A］ 至［ 圖 11C］係根據說明性實施例之用於搭配圖6之有套管井孔使用的通氣孔罩蓋的各種視圖； ［ 圖 12］係根據說明性實施例之岩漿系統的簡化圖； ［ 圖 13］係根據說明性實施例之用於在岩漿系統中使用的一組渦輪的圖式； ［ 圖 14A］ 至［ 圖 14B］係根據說明性實施例之用於鑽鑿用於岩漿系統之井孔中使用的鑽頭的各種視圖。 ［ 圖 15A］ 至［ 圖 15B］係根據說明性實施例之用於鑽鑿用於岩漿系統之井孔中使用的鑽桿的各種視圖； ［ 圖 16］係根據說明性實施例之用於產生過熱蒸汽的系統； ［ 圖 17A］ 至［ 圖 17C］係根據說明性實施例之用於產生過熱蒸汽的下游井孔的各種視圖； ［ 圖 18］係根據說明性實施例之用於在 圖 17A之下游井孔中使用之鍋爐套管的截面圖； ［ 圖 19A］ 至［ 圖 19B］係根據說明性實施例之用於在 圖 17A之下游井孔中使用之另一鍋爐套管的各種視圖； ［ 圖 20］係根據說明性實施例之用於透過有套管井孔泵送過熱地熱流體(SHGF)之方法的流程圖； ［ 圖 21］係根據說明性實施例之用於使用岩漿系統產生電力之方法的流程圖； ［ 圖 22］係根據說明性實施例之用於形成有套管井孔之方法的流程圖； ［ 圖 23］係根據說明性實施例之用於懸吊鍋爐套管之方法的流程圖； ［ 圖 24］係根據說明性實施例之用於將鍋爐套管插入至容納在井孔內的井套管中之方法的流程圖； ［ 圖 25］係根據說明性實施例之用於將鍋爐套管透過井套管輸送且至井孔中之方法的流程圖； ［ 圖 26］係根據說明性實施例之用於產生過熱蒸汽的流程圖； ［ 圖 27A］ 至［ 圖 27C］係根據另一說明性實施例之用於產生過熱蒸汽之井孔的各種視圖； ［ 圖 28A］ 至［ 圖 28C］係根據說明性實施例之井孔 2700之鍋爐套管的各種視圖； ［ 圖 29］提供根據說明性實施例之安裝在井孔之上部分中之套管板的更詳細視圖； ［ 圖 30］展示 圖 29之套管板的平面圖； ［ 圖 31］係根據說明性實施例之套管板臂的截面圖； ［ 圖 32］係根據說明性實施例之安裝在鍋爐套管之兩個區段之間的套管板之臂的截面圖； ［ 圖 33A］及［ 圖 33B］呈現根據說明性實施例之套管板的更詳細視圖； ［ 圖 34］係根據另一說明性實施例之一套管板； ［ 圖 35A］ 及［ 圖 35B］係根據又另一說明性實施例之套管板的各種視圖； ［ 圖 36］係根據說明性實施例之另一岩漿電力系統的簡化示意圖；及 ［ 圖 37］係根據說明性實施例之過熱蒸汽系統的示意圖。 ［ 圖 38A］及［ 圖 38B］係根據另一說明性實施例之用於產生過熱蒸汽之井孔的截面圖；及 ［ 圖 39］描繪在具有波紋狀第二套管之井孔中實施之間隔物的截面圖。

102:內核

104:外核

106:下地幔

108:過渡帶

110:上地幔

112:地殼

114:火山

Claims (83)

1. 一種用於從一地表延伸至過熱地熱流體(SHGF)之一地下庫之一鑽孔的泵設備，該泵設備包含： 一井篩，其耦接至一套管串之一端部且至少部分地浸沒於該地下庫內，其中該井篩界定在該地下庫中的一容積，該地下庫經組態以透過在該井篩中之一組孔隙而至少部分地由SHGF填充； 一可滑動套管，其具有一第一端部及一第二端部，其中該可滑動套管界定在該第一端部處的一開口，該開口通向由一側壁及在該第二端部處的一端壁所定界之一空腔，其中該可滑動套管懸吊於該鑽孔內，且其中該可滑動套管與該井篩同軸對準；及 一吸取管，其延伸穿過該可滑動套管之該端壁且至由該井篩界定之該容積中，其中該吸取管經組態以回應於下列而將該SHGF從該地下庫朝向該地表輸送： 該可滑動套管經可滑動地重新定位以阻擋在該井篩中之該組孔隙中之更多者，及 在該可滑動套管之該空腔內的壓力增加。
2. 如請求項1之泵設備，其中該可滑動套管藉由降低該可滑動套管來可滑動地重新定位，以引起該可滑動套管之該空腔佔據由該井篩在該地下庫中所界定的該容積之一更大部分。
3. 如請求項1之泵設備，其進一步包含： 一壓縮機；及 一入口管，其耦接至該壓縮機，其中： 該入口管延伸穿過該套管之該端壁， 該入口管之一終端端部位於一預定深度處，且 該入口管輸送來自該壓縮機的一壓縮流體且至該鑽孔中，以引起該可滑動套管之該空腔內的壓力增加。
4. 如請求項3之泵設備，其中該壓縮流體係壓縮空氣。
5. 如請求項1之泵設備，其中該可滑動套管進一步包含設置於該端壁中之一組可調整孔隙以允許流體導管穿過該端壁，且其中： 該等可調整孔隙之各者具有一張開組態，該張開組態維持在該端壁與一對應流體導管之外表面之間的一間隙；且 該等可調整孔隙之各者具有密封在該端壁與該對應流體導管之該外表面之間的該間隙之一封閉組態以提供一氣密密封。
6. 如請求項5之泵設備，其中該組可調整孔隙係一或多個氣動操作之管軸環密封件，其經組態以減少穿過該端壁的一對應孔隙之一操作直徑。
7. 如請求項1之泵設備，其進一步包含： 一升降機，其耦接至該可滑動套管之該端壁，其中該升降機經組態以改變該可滑動套管之深度。
8. 如請求項7之泵設備，其中該升降機包含用一組鋼纜連接至該可滑動套管的一液壓頂桿或一絞車。
9. 如請求項1之泵設備，其中該可滑動套管進一步包含： 一壓力控制閥，其設置於該端壁中，其中該壓力控制閥選擇性地釋放該可滑動套管之該空腔內的壓力。
10. 如請求項1之泵設備，其中該井篩耦接至懸吊於該鑽孔內的一井套管，且其中該井篩經維持在該鑽孔之一無襯部分內。
11. 一種透過從一地表延伸至一地下庫的一鑽孔泵送過熱地熱流體(SHGF)之方法，該方法包含： 將在該鑽孔內的一可滑動套管從該地表與該地下庫之間的一初始位置重新定位到至少部分地在該地下庫內之一最終位置，其中： 該可滑動套管具有在一第一端部處的一開口，該開口通向由一側壁及在一第二端部處的一端壁所定界之一空腔中， 該可滑動套管與在一套管串之一端部處的一井篩同軸對準且至少部分地浸沒於該地下庫內， 該井套管包括一組孔隙，該組孔隙准許SHGF流動至由該井篩界定之一容積中，且 在該最終位置處，該可滑動套管之該空腔實質上與由該井篩界定之該容積重合，以防止SHGF流動通過該組孔隙，且該空腔以來自由該井篩界定之該容積的該SHGF填充； 將該可滑動套管固定在該鑽孔內之該最終位置處； 增加在該可滑動套管之該空腔內的一壓力以引起在該空腔中之該SHGF流動至延伸穿過該可滑動套管之該端壁的一吸取管且至該空腔中；及 透過該吸取管將該SHGF輸送至該地表。
12. 如請求項11之方法，其中該方法進一步包含： 回應於該空腔實質上沒有SHGF，將該可滑動套管從該最終位置往回重新定位至該初始位置；及 在重複該方法之該等步驟之前，允許用SHGF填充由該井篩所界定之該容積。
13. 如請求項12之方法，其中將該可滑動套管從該最終位置重新定位至該初始位置進一步包含： 在滑動該可滑動套管之前，減少在該可滑動套管之該空腔內的一壓力。
14. 如請求項13之方法，其中減少該空腔內之該壓力進一步包含： 打開一壓力控制閥，或展開設置於該可滑動套管之該端壁中的一組可調整孔隙中之一者。
15. 如請求項11之方法，其中重新定位該可滑動套管進一步包含： 致動一液壓頂桿以將該可滑動套管從該初始位置降低至該最終位置。
16. 如請求項11之方法，其中固定該可滑動套管進一步包含： 藉由致動一組可調整孔隙而密封該空腔。
17. 如請求項16之方法，其中該組可調整孔隙係一或多個氣動操作之管軸環密封件，且其中密封該空腔包含： 密封在穿過該組可調整孔隙的一流體導管周圍的該一或多個氣動操作之管軸環密封件。
18. 如請求項11之方法，其中增加該空腔內之該壓力進一步包含： 將一壓縮流體提供至該可滑動套管之該空腔中。
19. 如請求項18之方法，其中該壓縮流體係壓縮空氣，且提供該壓縮流體包含： 透過穿過該可滑動套管之該空腔之該端壁的一入口管輸送壓縮空氣。
20. 如請求項19之方法，其中透過該入口管輸送壓縮空氣進一步包含： 閉合設置在該可滑動套管之該端壁中的一壓力控制閥。
21. 一種用於從一地下岩漿庫產生電力的系統，該系統包含： 一蒸汽分離器，其直接連接至延伸於一地表與該地下岩漿庫之間的一有套管井孔，其中該蒸汽分離器使一氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離； 一第一組渦輪，其連接至該蒸汽分離器，該第一組渦輪經組態以從自該蒸汽分離器接收之該氣相流體產生電力；及 一冷凝液槽，其流體連接至該蒸汽分離器及該第一組渦輪，其中該冷凝液槽流體地連接至供應冷凝液至該有套管井孔之一終端端部的一流體導管。
22. 如請求項21之系統，其中該第一組渦輪係高壓渦輪。
23. 如請求項22之系統，其中該組高壓渦輪之各者產生約200 MW的電力。
24. 如請求項21之系統，其中該第一組渦輪包括至少兩個渦輪，該系統進一步包含： 一蒸汽供應歧管，其連接至該蒸汽分離器及該至少兩個渦輪之各者。
25. 如請求項21之系統，其進一步包含： 一第二組渦輪，其串聯連接至該第一組渦輪。
26. 如請求項25之系統，其中該第二組渦輪係以低於該第一組渦輪之壓力操作的低壓渦輪。
27. 如請求項26之系統，其進一步包含： 一組熱驅動式激冷器，其經組態以從來自一或多個渦輪之流出物提供空調。
28. 如請求項26之系統，其進一步包含： 一或多個流體導管，其等經組態以將流出物從一或多個渦輪輸送至一流出物再循環器。
29. 如請求項28之系統，其中該流出物再循環器包含一水蒸餾系統、一熱驅動式激冷設備、一住宅供暖系統、一農業系統、及一水產養殖系統中之一或多者。
30. 一種用於產生電力之方法，該方法包含： 將一液相流體供應至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔，其中從該岩漿供應的熱導致該液相流體改變成沿著該有套管井孔向上輸送且至該地表的一氣相流體； 使該氣相流體與由該氣相流體所形成之冷凝液分離； 用該氣相流體操作一組渦輪以產生電力； 累積由該氣相流體所形成之該冷凝液中之至少一些；及 將所累積之該冷凝液作為該液相流體供應至該有套管井孔。
31. 如請求項30之方法，該組渦輪包括串聯配置之至少兩個渦輪，且其中用該氣相流體操作該組渦輪進一步包含： 在一第一壓力下用該氣相流體操作一上游渦輪； 用從該上游渦輪所接收之該氣相流體操作一下游渦輪，其中該下游渦輪在小於該第一壓力之一第二壓力下操作；及 累積來自該上游渦輪及該下游渦輪之至少一些冷凝液以用於供應至該有套管井孔。
32. 如請求項30之方法，其進一步包含： 將來自該組渦輪之該流出物輸送至經組態以提供空調的一組熱驅動式激冷器。
33. 如請求項30之方法，其進一步包含： 將來自該組渦輪之該流出物輸送至一流出物再循環器。
34. 如請求項33之方法，其中該流出物再循環器包含一水蒸餾系統、一熱驅動式激冷設備、一住宅供暖系統、一農業系統、一冷卻塔、及一水產養殖系統中之一或多者。
35. 一種有套管井孔，其包含： 一井套管，其懸吊於延伸在一地表與一地下岩漿庫之間的一鑽孔內； 一鍋爐套管，其容納在該井套管內且延伸在該地表與該地下岩漿庫之間，其中該鍋爐套管具有一第一端部及與該第一端部相對之一終端端部，其中該鍋爐套管之該終端端部浸沒在該地下岩漿庫內； 一流體導管，其容納在該鍋爐套管內且經組態以將一液相流體遞送至該鍋爐套管之該終端端部，其中在該鍋爐套管之該終端端部處的一溫度及一壓力將該液相流體轉換成一氣相流體，該氣相流體行進通過該鍋爐套管朝向該地表；及 一井口，其連接至該鍋爐套管之該第一端部。
36. 如請求項35之有套管井孔，其中該井套管從該地表延伸至在乾岩與侵入岩之間的一邊界層。
37. 如請求項35之有套管井孔，其中該鍋爐套管與該井套管同軸對準，且其中該井套管之一內表面及該鍋爐套管之一外表面界定一環形空隙空間。
38. 如請求項37之有套管井孔，其進一步包含： 一隔離層，其在該環形空隙空間中，該隔離層橫跨該鍋爐套管之一預定長度，其中該預定長度包括該鍋爐套管之該第一端部。
39. 如請求項35之有套管井孔，其中該鍋爐套管由經端對端定位且焊接在一起的複數個鍋爐套管區段所形成。
40. 如請求項35之有套管井孔，其中該鍋爐套管之內部容積被一組套管板分成複數個隔室。
41. 如請求項40之有套管井孔，其中該組套管板之各者包括複數個孔隙，其中該複數個孔隙包括：一第一孔隙，其經定大小以容納該流體導管；一第二孔隙，其經定大小以接收一鑽桿；及一組蒸氣通氣孔，其允許該氣相流體行進通過該複數個隔室朝向該地表。
42. 如請求項41之有套管井孔，其進一步包含： 一鑽桿，其從該第一端部至該終端端部延伸穿過該鍋爐套管，且穿過該組套管板之各者的該第二孔隙。
43. 如請求項42之有套管井孔，其中該鑽桿之一外表面沿著該第二孔隙之一周緣焊接至該組套管板之各者。
44. 如請求項35之有套管井孔，其中該流體導管進一步包含： 一管； 一隔離層，其圍繞該管；及 一外殼，其圍繞該隔離層。
45. 如請求項35之有套管井孔，其中該鍋爐套管之該終端端部被一端板密封，該端板包括經定大小以接收一鑽桿的一孔隙。
46. 如請求項35之有套管井孔，其中該井口密封該鍋爐套管之該第一端部，且其中該井口接收該流體導管及該鑽桿。
47. 一種形成從一地表延伸至一地下岩漿庫之一有套管井孔之方法，該方法包含： 從該地表朝向該地下岩漿庫鑽鑿一井孔； 在該井孔中懸吊一井套管； 回應於該井孔達到一目標深度，在該井套管內懸吊一鍋爐套管；及 繼續從該目標深度至在該地下岩漿庫內之一最終深度鑽鑿該井孔，其中該鍋爐套管從該地表延伸至在該地下庫內之該最終深度以形成該有套管井孔。
48. 如請求項47之方法，其中用連接至一鑽桿的一第一鑽頭從該地表至該目標深度鑽鑿該井孔，其中在經定位在該鑽桿之一終端區域處的一擴孔器上將該井套管輸送至該井孔中，且其中懸吊該井套管進一步包含： 在使該鑽頭朝向該地下庫前進的同時將該井套管輸送至該井孔中。
49. 如請求項48之方法，其中在該井套管內懸吊該鍋爐套管進一步包含： 縮回該擴孔器以釋放該井套管； 撤回該鑽桿及附接至該鑽桿之一終端端部的該第一鑽頭；及 將該鍋爐套管插入至容納於該井孔內的該井套管中。
50. 如請求項49之方法，其中將該鍋爐套管插入該井套管中進一步包含： 用一端板密封該鍋爐套管之該終端端部，該端板具有經定大小以接收一鑽桿的一孔隙； 在該孔隙之一周緣周圍將該鑽桿焊接至該端板； 將一犧牲鑽頭耦接至該鑽桿；及 將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中。
51. 如請求項50之方法，其中將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中進一步包含： 隨著該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中而伸長該鑽桿及該鍋爐套管，其中該鑽桿及該鍋爐套管從與該鍋爐套管之該終端端部相對的該鍋爐之一端部伸長。
52. 如請求項51之方法，其中伸長該鍋爐套管進一步包含： 使一新的鍋爐套管區段與該鍋爐套管之一端部對準；及 將該新的鍋爐套管區段焊接至該鍋爐套管之該端部。
53. 如請求項51之方法，其中伸長該鑽桿及該鍋爐套管進一步包含： 將一組套管板固定至該鍋爐套管之一側壁。
54. 如請求項53之方法，其中將該組套管板固定在該鍋爐套管內進一步包含： 在一孔隙之一周緣周圍將該鑽桿之一外表面焊接至該組套管板之各者，該孔隙經定大小以接收該鑽桿。
55. 如請求項51之方法，其中將該鍋爐套管之該終端端部輸送至該井套管中進一步包含： 用該犧牲鑽頭從該目標深度鑽鑿至該最終深度，其中該犧牲鑽頭在該最終深度處浸沒在該地下岩漿庫內。
56. 如請求項48之方法，其中將該井套管輸送至該井孔中進一步包含： 隨著該鍋爐套管接近該最終深度，將一液相流體注入至該鍋爐套管之一終端端部中。
57. 一種用於產生過熱蒸汽之有套管井孔，該有套管井孔包含： 一第一端部，其在一地表處； 一第二端部，其在一地下岩漿庫處；及 一流體路徑，其從在該第一端部處的一入口延伸至該第二端部，且接著從該第二端部延伸至在該第一端部處的一出口，其中該流體路徑經組態以在該入口處接收飽和蒸汽且從該出口排出過熱蒸汽，且其中在該流體路徑中在該有套管井孔之該第二端部處將該飽和蒸汽變換成過熱蒸汽。
58. 如請求項57之有套管井孔，其進一步包含： 一井套管，其從該地表朝向該地下岩漿庫延伸，其中該流體路徑係由延伸通過該井套管的一組鍋爐套管所形成。
59. 如請求項58之有套管井孔，其中該組鍋爐套管包括界定一第一流體導管的一第一鍋爐套管，該第一流體導管經組態以將該飽和蒸汽從該有套管井孔之該第一端部輸送至該有套管井孔之該第二端部，且其中該組鍋爐套管包括界定一第二流體導管之一第二鍋爐套管，該第二流體導管經組態以將過熱蒸汽從該有套管井孔之該第二端部輸送至該有套管井孔之該第一端部。
60. 如請求項59之有套管井孔，其中： 該第一鍋爐套管具有一第一截面積； 該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積小於該第一截面積；且 該第二鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第一鍋爐套管內，以在該第一鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第二鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。
61. 如請求項60之有套管井孔，其中該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且其中該第二流體導管係由該第二鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。
62. 如請求項59之有套管井孔，其中： 該第一鍋爐套管具有一第一截面積； 該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積大於該第一截面積；且 該第一鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第二鍋爐套管內，以在該第二鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第一鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。
63. 如請求項62之有套管井孔，其中該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且其中該第二流體導管係由該第一鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。
64. 如請求項57之有套管井孔，其進一步包含一井口，該井口包括： 一第一連接器，其經組態以將該流體路徑之該入口流體連接至該飽和蒸汽之一來源；及 一第二連接器，其經組態以將該流體路徑之該出口流體連接至用於從過熱蒸汽產生電力的一系統。
65. 如請求項64之有套管井孔，其中該飽和蒸汽之該來源係從該地表延伸至該地下岩漿庫或另一地下岩漿庫的一上游井孔。
66. 如請求項60之有套管井孔，其中在最靠近該有套管井孔之該第二端部的一端部處，該內鍋爐套管之一側壁不是波紋狀。
67. 如請求項66之有套管井孔，其中在最靠近該有套管井孔之該第一端部的一端部處，該內鍋爐套管之該側壁無波紋。
68. 如請求項60之有套管井孔，其進一步包含： 一隔離層，其在該第一端部處在該外鍋爐套管周圍。
69. 一種用於使用過熱蒸汽發電的系統，該系統包含： 一有套管井孔，其在一地表與一地下岩漿庫之間延伸，其中該有套管井孔包括： 一第一端部，其在一地表處， 一第二端部，其在一地下岩漿庫處，及 一流體路徑，其從在該第一端部處的一入口延伸至該第二端部，且接著從該第二端部延伸至在該第一端部處的一出口，其中該流體路徑經組態以在該入口處接收飽和蒸汽且從該出口排出過熱蒸汽，且其中在該流體路徑中在該有套管井孔之該第二端部處將該飽和蒸汽變換成過熱蒸汽；及 一組渦輪，其經組態以從由該有套管井孔所提供之該過熱蒸汽產生電力。
70. 如請求項69之系統，其中該流體路徑之該入口接收來自一上游井孔之該飽和蒸汽，該上游井孔從該地表延伸至該地下岩漿庫或另一地下岩漿庫。
71. 如請求項69之系統，其中該有套管井孔進一步包含： 一井套管，其從該地表朝向該地下岩漿庫延伸，其中該流體路徑係由延伸通過該井套管的一組鍋爐套管所形成。
72. 如請求項71之系統，其中該組鍋爐套管包括界定一第一流體導管的一第一鍋爐套管，該第一流體導管經組態以將該飽和蒸汽從該有套管井孔之該第一端部輸送至該有套管井孔之該第二端部，且其中該組鍋爐套管包括界定一第二流體導管之一第二鍋爐套管，該第二流體導管經組態以將過熱蒸汽從該有套管井孔之該第二端部輸送至該有套管井孔之該第一端部。
73. 如請求項72之系統，其中： 該第一鍋爐套管具有一第一截面積； 該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積小於該第一截面積；且 該第二鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第一鍋爐套管內，以在該第一鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第二鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。
74. 如請求項73之系統，其中該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且其中該第二流體導管係由該第二鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。
75. 如請求項72之系統，其中： 該第一鍋爐套管具有一第一截面積； 該第二鍋爐套管具有一第二截面積，該第二截面積大於該第一截面積；且 該第一鍋爐套管實質上共延伸地容納在該第二鍋爐套管內，以在該第二鍋爐套管之一側壁之一內表面與該第一鍋爐套管之一側壁之一外表面之間形成一伸長環形空間容積。
76. 如請求項75之系統，其中該第一流體導管係該伸長環形空間容積，且其中該第二流體導管係由該第一鍋爐套管之該側壁界定的一伸長空間容積。
77. 如請求項69之系統，其進一步包含一井口，該井口包括： 一第一連接器，其經組態以將該流體路徑之該入口流體連接至該飽和蒸汽之一來源；及 一第二連接器，其經組態以將該流體路徑之該出口流體連接至用於從過熱蒸汽產生電力的一系統。
78. 一種用於產生過熱蒸汽之方法，該方法包含： 從一蒸汽源接收飽和蒸汽； 將該飽和蒸汽輸送至從一地表延伸至一地下岩漿庫的一有套管井孔中，以使該飽和蒸汽暴露於來自該地下岩漿庫的熱，其中來自該地下岩漿庫的該熱將該飽和蒸汽轉換成該過熱蒸汽；及 將該過熱蒸汽往回朝向該地表輸送。
79. 如請求項78之方法，其中將該飽和蒸汽輸送至該井孔中進一步包含透過一外鍋爐套管與一內鍋爐套管之間的一環形容積輸送該飽和蒸汽，該內鍋爐套管容納在該外鍋爐套管內，其中該外鍋爐套管至少部分地暴露於該地下庫中之岩漿。
80. 如請求項79之方法，其中在最靠近該地下岩漿庫的一端部處，該內鍋爐套管之一側壁之一部分不是波紋狀。
81. 如請求項80之方法，其中在最靠近該地表的一端部處，該內鍋爐套管之該側壁之另一部分無波紋。
82. 如請求項78之方法，其中該蒸汽源係從該地表延伸至該地下岩漿庫或另一地下岩漿庫的一上游井孔。
83. 如請求項78之方法，其中將該過熱蒸汽提供至一組渦輪以供產生電力。