Heat Pump in Vik

Although clean water from geothermal wells accounts for approximately 90% of our house heating demand, the remaining 10% rely on electricity although it´s a lot more expensive.

Vík
Vík in Myrdalur, South-Iceland.

One of the communities where geothermal water is hard to find. The picturesque village of Vik, located at the southern coast of Iceland.

Together with a team of companies and individuals we have recently built and installed a variable capacity heat pump for the school & swimming pool buildings in Vik, resulting in approximately 75% energy savings.

For those interested, please click the link below for real time information.

Please log in here
User name: Alvarr
Password: Skoli.vik

Team members involved in the project:

Our contribution: Project appraisal, drilling & well testing. Heat Pump design and installation.
Sölvi Traustason: Heat Pump chassis, accumulator tank & other stainless steel structures.
www.kaeling.is Heat Pump assembly.
www.samey.is Electrical items, PLC & communication.
www.vsb.is “In house” heating system design and project management.

 

Heat Pump in Vik

A successful large-scale geothermal solution in Sweden

Beginning in 2010, the Swedish / Icelandic Company Alvarr Sverige AB together with the Department of Engineering Geology at Lund University has been actively engaged in the stimulation and reparing of the geothermal wells in Lund Sweden. The 30 year old wells were after all in a surprisingly good condition and after the rehabilitation work the wells will be as good as new. The work we are about to finish can be split into three phases.

The Geothermal Heat pump plant
The Geothermal Heat pump plant is fed from 4 production wells and the subcooled liquid is returned into 5 injection wells. The low temp wells provide the Heat Pump with 25 MW of input power.

Phase 1. Cleaning and stimulating the well screen and its surrounding gravel pack. Hydro-jetting was used as a well development method and carried out with Alvarr´s home made Coil Tubing equipment and high pressure pumps. During the decades some scaling had accumulated on the inside of the wire wrapped Johnson screen and in addition the gravel pack had been partly clogged by fines. Most of the wells required periodic air-lifting for removing the fine particles that entered the well during the jetting operation. The well development resulted in a greatly improved pressure vs flow characteristics, in one case the specific injection capacity increased from 37 m3/(h bar) to 199 m3/(h bar).

CT at work in Lund
Working on well Hä-2 in the western part of Lund. The CT reel and the injector are powered from the excavator hydraulics.

Phase 2. Removing scaling and reparing a part of the 339,7 mm production casing due to damages around the pump level. Having considered some alternatives regarding sealing off the approximately 10 m long damage zone, it was finally concluded to weld a rubber coated steel pipe sections to a 12 m long steel pipe. After installation of this “bridge tubing” the top and bottom sections were expanded against the casing wall by a special casing expander, we designed and built for this job.

The rubber coated piece is a 273,16 x 6,3 mm wall
Some tests were carried out before expanding the bridge tubing down-hole. The rubber coated piece is a 273,16 x 6,3 mm wall.

Phase 3. The fishing of a circular stainless steel plate from one of the production wells accidentally got lost from the bottom of a submersible pump motor. A real challange, as the plate was sitting like tailor made on top of the Johnson screen at 586 m depth. 11 m of debris and metal flakes had to be removed before the plate was accessable, but the risk of pushing the plate into the Johnson screen had to be avoided during the debris removal.

It would take another article to go into all the details as how we got all this sorted out, the plate was however caught in the end and pulled out of the well.

Not so fancy fishing tackle but it worked
Not so fancy fishing tackle but it worked on first attempt after the plate was accessable.

The Geothermal Heat Pump Plant in Lund is a solid example of a successful large-scale geothermal solution taking advantage of low-temperature geoenergy existing all around the world. At present times, when clean and renewable energy is a major issue, we encourage people elsewhere in the world to get acquainted with the enviromentally friendly and proven Geo-solution in Lund.

Fridfinnur K. Danielsson
www.alvarr.is
alvarr@alvarr.is

Jan-Erik Rosberg
www.tg.lth.se
jan-erik.rosberg@tg.lth.se

 

A successful large-scale geothermal solution in Sweden

Alternative solution for the pumping of geothermal water from drilled wells

Husavik is an ideal hub for the tourist
Husavik is an ideal hub for the tourist. The boat ride to Skjalfandi Bay getting in close encounter with the whales is an excitment. See also www.oh.is/gallery/husavik.

The pumping of 60°C and warmer geothermal water from a drilled well is a task requiring know how and appropriate equipment. In my country where water temperature is sometimes up to and around 100°C, the most widespread solution is the shaft pump with the motor on the wellhead. In the past years, some installations with submersible pumps coupled to a HiTemp motor versions have also done ok – and other not so well – when exposed to 80°C and even higher temperature.

Some 30 years ago the Energy Co. of Husavik had a well drilled in the outskirt of the town, yielding substantial amount of 90 to 100°C (depending on flow rate) of sea-water mixture. To cut a long story short, the pumping of this well has been troublesome due to the high temperature and extremely corrosive down-hole conditions. A shaft pump has never been an option considering the high investment cost and limited market potential for the brackish water.

It is a pleasure to inform that we have – together with our supplier – developed and tested a modified submersible working just as good in slanted wells as in vertical. The pump was installed in the Husavik well earlier this year and has been delivering 95°C brackish water for a few months now. We are confident it will run for years without trouble.

At this time we like to keep for ourselves exactly what we did and how. Those who are interested in a reliable and energy efficient pumping solution for 60 to 100°C at minimum investment cost are welcome to contact us at alvarr@alvarr.is.

The old dairy tank has assumed a new role
The old dairy tank has assumed a new role.

The well water has been found to have a healing effect on the psoriasis skin disease. Over the years, a small amount of the precious liquid has been pumped to a tank by the wellside where people could bathe under the open sky. After our sucessful work, the well water is being pumped to the local swimming pool where anyone can bath the sophistcated way!

Friðfinnur K. Daníelsson

 

Alternative solution for the pumping of geothermal water from drilled wells

High Temperature Well Logging

Testrunning a well logging equipment
Testrunning a well logging equipment in a HiTemp well near Reykjavik.

For the past years we have paid a considerable attention to well logging equipment. While logging equipment manufacturers around the world can offer a huge selection of equipment for surrounding temperatures up to 90°C, only a few can cope with temperature ranging from 90 to say 300°C. The picture above was taken last week when testrunning a certain logging device in one of the HiTemp well in Hellisheidi near Reykjavik.

 

High Temperature Well Logging

Vel heppnuð borholuviðgerð fyrir orkuveituna í Lundi

Fjarvarmaveitan í Lundi hvílir að umtalsverðum hluta á 2 x 18 MW varmadælum sem sækja orkuna í 4 borholur. Holurnar voru boraðar á sínum tíma í þykkan setlagabunka á svæði sem heitir Värpinge í vesturjaðri Lundar. Hver hola gefur um 110 l/sek af volgum vökva, en varmadælurnar vinna orkuna úr þessum vökva og skila honum aftur nokkru kaldari niður í jarðlögin í u.þ.b. 3 km fjarlægð frá vinnslusvæðinu. Hver hola framleiðir með þessum hætti rúmlega 7 MW sem að viðbættu pressuafli verða að 9 MW í formi varmaafls út úr varmadælunni.

Þetta kerfi er búið að mala gull síðan það var tekið í notkun um miðjan áttunda áratuginn, en á síðustu árum virðist efnainnihald vökvans í einni holunni hafa verið að breytast og vökvinn jafnframt að kólna. Orkuveitan í Lundi leitaði til Leifs Bjelm og hans manna innan deildarinnar Teknisk Geologi við LTH (Lunds Tekniska Högskola) um skýringar, en sú deild er vel í stakk búinn til hvers kynns rannsókna og ráðgjafar á þessu sviði.

Eftir nokkra eftirgrennslan og mælingar TG manna kom í ljós að stórt gat hafði myndast á fóðringu sem nær frá yfirborði og niður á um 600 m dýpi, og inn um þetta gat fossaði ferskvatn úr efri jarðlögum holunnar.

Við svo búið mátti ekki standa; gatinu varð að loka til að hindra blöndun ferskvatns við djúpvatnið og tryggja stöðugleika holuveggjana þar sem gatið hafði myndast. Var nú leitað í smiðju Friðfinns K. Daníelssonar verkfræðings um lausn á verkefninu, en fyrsta hugmyndin að steypa í skemmda kaflann og bora út á ný var fljótlega slegin af.

Holan hreinsuð
Holan hreinsuð fyrir niðursetningu viðgerðarörsins. Sumar og sól á Skáni og 34°C hiti.

Að tillögu Friðfinns varð sú leið fyrir valinu að koma 14,4 m löngu stálröri fyrir innan í borholufóðringunni og brúa yfir skemmdina með því móti. Gúmmísteypa Þ. Lárussonar var fengin til að steypa gúmmíþéttingar á rörendana og Daníel Sigurðsson hjá EngDesign hannaði vökvatjakk sem notaður var til að þenja rörendana út í fóðringuna. Vélsmiðjan Héðinn smíðaði búnaðinn fyrir okkur og var allur pakkinn sendur utan í byrjun júlí í sumar.

Niðursetning viðgerðarörisins undirbúin
Niðursetning viðgerðarörisins undirbúin.

Áður en ráðist var í smíðina leituðum við sambærilegra lausna þ.e. að þenja út svart stálrör en fundum ekki. Hins vegar fannst í Ástralíu búnaður og verkþekking til að þenja út þunnveggja rör úr ryðfríu, en sú aðferð var fljótlega lögð til hliðar. Við þurftum að brúa um 11 m kafla sem við vildum ná í einni lengju (án samskeyta), en auk þess komu upp styrkleikasjónarmið sem ryðfría rörið stóðst ekki.

Viðgerðarörið komið á sinn stað
Viðgerðarörið komið á sinn stað og útþenslu þess að ljúka. Friðfinnur og Ingvar Karlsson fylgjast náið með.

Ánægjulegt er frá því að segja að verkefnið tókst eins og best varð á kosið. Innra rörið sem var um 300 mm í þvermál komst vandkvæðalaust á sinn stað innan í fóðringunni þrátt fyrir takmarkað pláss, en minnsta innanmál borholufóðringarinnar var aðeins 315 mm. Vel gekk að þenja rörendana út og reyndist búnaður okkar Daníels með miklum ágætum, en okkur er ekki kunnugt um að sú aðferð sem við beittum hafi áður verið notuð.

 

Vel heppnuð borholuviðgerð fyrir orkuveituna í Lundi

Samantekt um rannsóknarboranir í Grímsey 2007 til 2008

Sem kunnugt er hefur jarðhitaleitinni í Grímsey verið hætt að sinni, en eftir er að útskýra hvað verið var að bolloka allan tímann og hverju það skilaði. Niðurstöðunum er hér með komið á framfæri við heimamenn og aðra sem málið varðar.

Áður en borun hófst hafði Kristján Sæmundsson jarðfræðingur skoðað aðstæður og lagt á ráðin með staðsetningu borholu. Borstæði var valið fyrir ofan gamla fjárhúsið í Efri Sandvík, og ætlunin að stefna bornum í sprungu sem talin var liggja frá Almannagjá í norðri og suðvestur yfir eyjuna í stefnu á höfnina. Staðsetning og halli var ennfremur við það miðaður að hitta í þessa sprungu á 400 til 500 m dýpi, og fá þannig upplýsingar um hita og vatnsgæfni og fleira sem máli skipti.

Fyrsti áfanginn var boraður með lofthamri og 125 mm krónu og gekk fljótt og vel. Vart varð við nokkrar ferskvatnsæðar í efstu lögum jarðlagastaflans en fyrir neðan 125 m fór að bera á seltu og auknum vatns og sjóflaumi. Á 150 metra dýpi datt borkrónan skyndilega niður í “tómarúm” og upp spýttist Grímseyjarsundið salt og freyðandi, og 17 °C volgt. Þegar svona stórar vatnsæðar opnast veldur það yfirleitt erfiðleikum á þann hátt að lofthamrarnir verða máttlausir og ráða þá ekki við að mylja bergið. Svo fór einnig í þetta skipti en gerðar voru nokkrar tilraunir til að þétta botnæðina ásamt smærri ferskvatnsæðunum ofar í holunni með því að dæla steypugraut niður í þær. Þannig tókst að stoppa mesta ferksvatnslekann en erfitt reyndist að þétta botnæðina því svo virtist sem sjórinn væri á hreyfingu og skolaði öllu steypusulli í burtu áður en það náði að harðna.

Að svo komnu máli var skipt um borgræjur og haldið áfram niður í 583 m með vatnshamri og 64 mm krónu. Á meðfylgjandi mynd og línuritum má betur glöggva sig á framvindu mála en myndirnar tala sínu máli best sjálfar. Að verki loknu verður ekki séð að Grey-19 hafi hitt í sprunguna fyrirheitnu, því bergið reyndist afar þétt neðan 180 m. Á 400 m dýpi varð vart við lítilsháttar leka sem vætlar líklegast úr þunnu láréttu millilagi. Nú vaknaði sú spurning hvort gímaldið á 150 til 165 m hafi etv. ekki verið lárétt millilag, heldur sprungan sem holan hafði þá farið í gegnum of snemma og ofarlega.

Ef þetta var reyndin þýddi það að sprungan lá lítið eitt austar en talið var, en það hafði mikið upplýsingagildi út af fyrir sig. Til að taka af allan vafa um þetta var bornum hnikað um örfáa metra og Grey-20 boruð lóðrétt niður. Skemmst er frá því að segja að Grey-20 lenti í sama leka laginu og Grey-19 sem staðfestir að jarðlagið er lárétt en ekki upp á röð (sprunga).

Boranir í Grímsey - skýringarmynd
Rannsóknarboranir í Grímsey – skýringarmynd.

Rétt er að taka fram að skýringarmyndin á að sýna hver var upphafleg áætlun (sprungan fjær) og spurninguna sem við stóðum frammi fyrir eftir borun Grey-19 (sprungan nær ?). Hvorug tilgátan reyndist hinsvegar rétt vera. Að verklokum má segja að tilvist jarðhitans undir Grímsey sé rækilega sönnuð, ella væri ekki 85 °C hiti í holubotni. Enginn veit hvaða hæðum hitastig jarðhitakerfisins nær í raun og veru, en með sama áframhaldi gæti hitinn verið um eða yfir 100 °C á 700 m dýpi. Hitt er svo öllu lakara að ekki fékkst staðfest að vatnsleiðandi sprunga sé til staðar þar sem hún var talin vera og því ekkert fast í hendi með að hitta í heitan sjó þótt borað sé á ný.

 

Samantekt um rannsóknarboranir í Grímsey 2007 til 2008

Väl lyckat samarbete med Drillcon AB

Anders Pettersson t.v och Jan Arvid Pettersson t.h vid borrning av tredje hålet.
På bilden syns två erfarna anställda av Drillcon, Anders Pettersson t.v och Jan Arvid Pettersson t.h vid borrning av tredje hålet.

Borrningarna i Valfjordstunneln går väldigt bra. Dem två första hålen längst ner i tunneln är färdigborrade, men nu har vi flyttat upp till första nischen från botten norrut.

Detta är det tredje samarbetsprojektet mellan Alvarr ehf och Drillcon AB. Det första samarbetetsjobbet var i Arnarfirði och Dyrafirði 2006,och det andra var undersöknings borrningar för tunnelprojektet Sundabraut 2007.

På en liten men krävande marknad är samarbetet mellan goda grannar en lyckad lösning. Drillcon är ett stort borrföretag som specialicerat sig på diamantborrning och har haft projekt även utanför skandinavien.

 

Väl lyckat samarbete med Drillcon AB