Plasma Pulse Drilling – Pioneering Technologies for Sustainable Energy Extraction – วันนี้มาชวนคุยเรื่องเทคโนโลยีล้ำๆบ้างครับ อย่างที่เราทราบดีว่าการขุดเจาะหลุมลงไปในเปลือกโลก ไม่ว่าจะเพื่อพลังงานฟอสซิล หรือ พลังงานความร้อน หลักการพื้นฐานคือ
- ส่งพลังงานลงไปทำลายโครงสร้างหิน
- กำจัดเศษหินที่ถูกทำลาย ซึ่งก็มี 2 วิธีใหญ่ๆ คือ เอาขึ้นมาที่ปากหลุม หรือ ทิ้งทั้งหมดหรือบางส่วนไว้เป็นส่วนหนึ่งของหลุม
หลายเดือนก่อน ผมได้คุยให้ฟังไปแล้วเรื่อง Millimeter Wave Drilling
Millimeter Wave Drilling – What is it?
สรุปสั้นๆว่า Millimeter Wave Drilling ส่งพลังงานจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กับ ก๊าซ ลงไปเพื่อหลอมหินส่วนหนึ่งติดผนัง และ ส่วนหนึ่งทำให้หินกลายเป็นไอ (vapor) แล้วให้ก๊าซนำพาหินที่เป็นไอขึ้นมาปากหลุม
Plasma Pulse Drilling
Plasma คือ อะไร …. ทบทวนความรู้วิทยาศาสตร์เล็กน้อยครับ เราเรียนมาแต่เด็กๆว่า วัตถุมี 3 สถานะ ของแข็ง ของเหลว และ ก๊าซ … plasma เป็น สถานะที่ 4
https://ned.egat.co.th/index.php/component/sppagebuilder/?view=page&id=52
บ.ล้ำทางเทคโนโลยีสัญชาติสโลวาเกีย (Slovakia) ชื่อ GA drilling (Geothermal Anywhere drilling) พัฒนาเอาพลาสม่ามาใช้ในงานเจาะเปลือกโลก
หลักการคือใช้ไฟฟ้าทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นกระสุนพลาสม่า (Plasma Pulse) เพื่อทำลายโครงสร้างหิน … ว้าววว เหมือนนิยายวิทยาศาสตร์เลยครับ
ไปดูระบบของเขากันครับ
ไม่ต้องไปใส่ใจรายละเอียดมาก เอาแค่แนวคิดพอ ว่ามีส่วนหลักๆอะไรบ้าง
สังเกตุว่า ก็ยังต้องใช้ของเหลวเอาเศษหินขึ้นมาปากหลุมอยู่ดี
อย่างไรก็ตามการทำลายโครงสร้างหิน แล้วเอาเศษหินขึ้นมานั้น เป็นเพียงขั้นตอนหนึ่งของการสร้างหลุม เรายังไม่อาจจะหลีกเลี่ยงขั้นตอนอื่นๆได้ เช่น การเอาท่อกรุลงไปกั้นชั้นหินถล่มหลังขุดแล้ว การทำซีเมนต์ และ อื่นๆ
ประโยชน์ของการใช้ Plasma Bit ตามที่ บ.นี้เขานำเสนอ
ใช่ไม่ใช่ จริงไม่จริง ก็ถกกันได้นะผมก็ไม่ได้เห็นด้วยเสียทั้งหมด
เปรียบเทียบ Millimeter-Wave Drilling กับ Plasma Pulse Drilling
ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีพวกนี้จะไม่เกิดขึ้นในเร็ววัน แต่ก็เป็นอะไรที่พวกเราในวงการควรรู้ไว้ โดยเฉพาะเด็กๆน้องใหม่ จะได้เอาไปคุยได้บ้างว่า อุตสาหกรรมเราก็พอมีอะไรล้ำๆไปอวดน้าาา 🙂
ว่าแล้วไปกินเบียร์สโลวาเกียดีก่า
ที่มา – Title: Ultra-Deep Geothermal Wells: Pioneering Technologies for Sustainable Energy Extraction
Ultra-deep geothermal wells, reaching depths of 10-20 kilometers, present a revolutionary opportunity in sustainable energy production.
At these depths, temperatures can reach 400°C or higher, providing access to “supercritical” geothermal fluids, which have higher energy content than conventional geothermal resources.
Extracting energy from these depths, however, poses significant engineering challenges due to extreme temperatures, pressures, and hard rock formations. Emerging technologies, such as Millimeter-Wave Drilling and Plasma Pulse Drilling, are showing promise in addressing these challenges.
Below is a comprehensive comparison of these two transformative approaches.
“Millimeter-Wave Drilling”
Concept: Millimeter-Wave Drilling employs high-frequency millimeter-wave radiation (part of the electromagnetic spectrum) to rapidly heat and vaporize rock. Developed by Quaise Energy, this technology uses directed millimeter-wave energy to drill through rock formations by heating them to the point of vaporization, transforming solid rock into gas and ejecting it from the well.
Advantages:
- Depth Capability: Millimeter-Wave Drilling is designed for ultra-deep wells, targeting depths up to 20 kilometers.
- Reduced Mechanical Wear: As it vaporizes rock without mechanical contact, it minimizes the wear on drilling equipment compared to conventional drill bits.
- Environmental Impact: It potentially reduces the need for drilling fluids, minimizing contamination risks and waste associated with fluid disposal.
Challenges:
- Energy Demand: High energy levels are needed to generate continuous millimeter-wave radiation, requiring significant power supplies.
- Technology Maturity: Millimeter-Wave Drilling is still in experimental phases, with limited field testing; wider adoption depends on further technological advances and cost-efficiency improvements.
For more details, visit https://www.quaise.energy/
“Plasma Pulse Drilling”
Concept: Plasma Pulse Drilling, developed by GA Drilling, utilizes high-energy plasma pulses to fragment rock. This technology generates periodic plasma bursts that produce intense shock waves, breaking down rock without mechanical contact.
Advantages:
- Less Wear on Tools: Plasma Pulse Drilling involves minimal mechanical contact, reducing equipment wear and enhancing operational lifespan.
- Speed and Efficiency: Plasma pulses effectively fracture hard rock formations, potentially increasing drilling speed.
- Cost Reduction Potential: With improved drilling rates and reduced wear, Plasma Pulse Drilling has the potential to lower overall drilling costs in challenging formations.
Challenges:
- High Initial Costs: The infrastructure needed to support plasma generation is costly, and maintenance can be complex.
- Technology Readiness: Plasma Pulse Drilling is at an intermediate stage, with more testing and applications in oil and gas than in ultra-deep geothermal contexts.
For more information, refer to https://www.gadrilling.com/plasmabit/
“Conclusion”
Millimeter-Wave and Plasma Pulse Drilling technologies both hold promise for ultra-deep geothermal drilling, aiming to make geothermal energy more accessible and economically viable.
Millimeter-Wave Drilling is especially suited for ultra-deep applications targeting supercritical geothermal fluids, but it requires significant energy and technological optimization.
Plasma Pulse Drilling, meanwhile, is closer to broader adoption, though it still requires cost-effective improvements.
As research advances, these technologies may provide pivotal solutions for sustainable energy production, making ultra-deep geothermal wells feasible and opening new frontiers in renewable energy.