190302. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hévízkutak termelőcsövében és szerelvényeiben sókiválás megakadályozására és az üzemmenet folyamatosságának biztosítására
1 190 302 2 A találmány hévízkutak termelőcsövében és szerelvényeiben a sókiválás megakadályozására és a folyamatos üzemmenet biztosítására vonatkozó eljárás. A hévizek gyógyító felhasználását és geotermikus energiahordozóként való hasznosítását akadályozza az a körülmény, hogy a kitermelt vízből ásványi sók válnak ki, melyek a zárt csőrendszerben a keresztmetszetek szűkítése révén a rendes üzemmenetet gátolják vagy lehetetlenné teszik. A vízben oldott sók összességének kiválási hajlamára nincs olyan összefüggés, amely egzakt módon bizonyítékként szolgálhatna a sókiválás minden körülményére, azonban gyakorlati tapasztalat szerint a nagyobb koncentrációjú hévízben a sókiválás intenzívebb, az is tapasztalati megfigyelés, hogy a sókiválás és -lerakódás különböző gyorsasággal megy végbe: egyes kutaknál már 8-10 nap után jelentkezik a kiválás, más esetekben csak egy két év után jön létre olyan mérvű lerakódás, ami a kút normál üzemét lényegesen befolyásolja. Külön problémát jelent, hogy a sókiválás megjelenési formája ugyancsak ugyanazon hévíz adó kutaknál eltérő lehet. Egyazon kúton belül pedig a sókiválás helyén uralkodó különböző tényezők - nyomásváltozás, hőmérséklet-változás is - tényező lehet. A szilárd rétegként a csőfalra kirakodott sók eltávolítása számos problémát vet fel, és általában mechanikus eszközökkel, vagy vegyi behatásokkal kísérleteznek azok eltávolítására A kvarc képződmények vagy mikrokristályos rétegek eltávolítása nem okoz különösebb problémát. A hévíztermelő kutak vízkőkiválására utal Gál: „Hidrológiai Közlemény” 1970. 6. szám, mely szerint a kritikus nyomás felett üzemelő kutaknál a kiválás csökkenthető. Kritikus nyomás alatt azt a nyomásértéket nevezik, mely a vízkőkiválás kezdőpontjánál jelentkező nyomásértéket jelenti. Ez az érték a gyakorlatban olyan mélységben van, ahol akár a mechanikus eltávolitás, akár a vegyi kezelés nem valósítható meg. Ismeretesek olyan törekvések az irodalomból és a gyakorlatból, amelyek az áramló víz mágneses téren való átvezetését javasolják a lerakódások kiküszöbölésére. A törekvéseket számos szabadalmi irodalom is tükrözi, és éppen a sok kezdeményezés és a gyakorlati elterjedés hiánya igazolja azt, hogy a víz permanens vagy elektromágneses téren való átáramoltatása nem adott megoldást a sók kiválására, különösen áll ez a hévizekre, ahol a mágneses kezelések még kevésbé voltak hatékonyak, mint pl. a vezetéki víz esetén. Ismeretesek a sókiválás meggátlására olyan gyakorlati kezdeményezések, melyek szerint a kritikus pont környezetében vegyszert - pl. nátrium-hexametafoszfátot - juttattak be, azonban az ilyen megoldások sem vezettek eredményre. Sókiválást gátló inhibitorokat még jelentősnek nem mondható eredmény érdekében is számottevő mennyiségben kell bejuttatni a rendszerbe, ami a gazdaságosságot megkérdőjelezi. Ugyancsak hátrányt jelent az a körülmény, hogy a sókiválást megakadályozó mennyiségű vegyszer bekeverése a hévíz balneológiái hatását akadályozza. A sókiválást elsődlegesen a víz változó keménységét képező, vízben oldott kalcium-, magnéziumhidrogén-karbonátok okozzák, amelyek a hévíz egyensúlyi állapotának, - ahol az egyensúlyi állapot adott nyomás, hőfok és sótartalom sókiválás nélküli állapotát jelenti, - megváltozása után vízben már oldhatatlan kalcium-, magnézium-karbonátra, és széndioxidra bomlanak és kicsapódnak. A sókiválás mindaddig folytatódik, míg az új nyomás- és hőmérsékleti viszonyoknak megfelelő egyensúlyi állapot be nem következik. Kísérleteink során azt találtuk, hogy a hévízternelő kutaknál a sókiválás megakadályozható oly módon, hogy a sókiválás kezdetén jellemző kritikus pontnál mélyebben a kútáramba kalcium és magnéziumionokat és/vagy széndioxidgázt tartalmazó fluidumot juttatunk. A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy a hévízhez pótlólag adott kalcium és magnéziumionos és/vagy szén-dioxidgáz úgy változtatja meg tz egyensúlyi viszonyokat, hogy sókiválás nem lép fel. A találmány eljárás hévízkutak termelőcsöveiben és szerelvényeiben sókiválás megakadályozására és az üzemmenet folyamatosságának biztosítására, melynek során a fúrt kút hévízhozamának sókiválására jellemző kritikus pontot meghatározzuk, majd megállapítjuk az említett kritikus pont alatt lévő talajvízrétegek Ca és Mg ion-tartalmát, a kritikus pont körüli helyen a termelőcső és béléscső között csőszükületet képezünk és pl. perforátorral megnyitott rétegvizet a hévízzel keverjük, adott esetben a termelőcső és béléscső közötti térbe kalcium és magnézium ionokat tartalmazó fluidumot és/vagy szén-dioxidot juttatunk a megnyitott rétegvízhez, majd az így dúsított rétegvizet az említett kritikus pont környezetében a sókiválás megakadályozására a hévízhez keverjük. Égy foganatosítási módnál a béléscső és termelőcső közötti átmérőkülönbséget úgy választjuk meg, hogy a két cső közötti teret kitöltő - célszerűen légnemű közeg - hőszigetelő tulajdonságával a hévíz lehűlését, illetve hőelvezetését megakadályozzuk. Egy további foganatosítási módnál a csőszűkületben sugárszivattyút vagy turbinát működtetünk a rétegvíz és a hévíz, illetve adott esetben a besajtolt fluidum bekeverésére. Végül eljárhatunk úgy is, hogy a béléscső perforációknál visszacsapószeleppel ellátott szűröelemet képezünk. A találmány előnye abban jelölhető meg, hogy egyszerű módon akadályozható meg a termelőcső és szerelvényeinek sóval való kirakodása. A továbbiakban a találmány szerinti eljárást részletesen is ismertetjük, anélkül, hogy az oltalmat a foganatosításként bemutatott példára korlátoznánk. Mivel a sókiválás megkezdődése és a nyomás közötti összefüggés egzakt módon nem határozható meg, ezért úgy járunk el, hogy a sókiválás kezdeti helyét jelző kritikus pontot maximálisan kitermelhető vízhozam mellett kísérleti úton állapítjuk meg. Szemben a korábbi elmélettel, mely szerint a sókiválás kezdetét a szén-dioxid gáz kiválásának 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
