Kaivon suunnittelu ja tekniikka
Useiden vuosien selvitystyön ja markkinavuoropuheluiden jälkeen Kiinteistöosakeyhtiö Laakson yhteissairaala teki sopimuksen kaivon poraamisesta ja kokonaistoimituksesta eteläkorealaisen Hanjin D&B Ltd:n kanssa. Hanjin on kehittänyt alkuajoistaan asti (1988) juuri vesivasaraporausmenetelmää ja on patentoinut siihen liittyviä tekniikoita.
Ensin Laakson kentälle porataan 600 metriä syvä vesikaivo, josta otetaan syvän geotermisen energiakaivon poraukseen tarvittava vesi. Vesi siirtää energian maan pinnalta kaivon poran terään ja kaivon pohjalle. Porauksessa tarvittava vesi kulkee suljetussa vesikierrossa. Suljettu vesikierto on monista muista Suomessa käytetyistä menetelmistä poikkeava tapa toteuttaa porausta. Energian siirtäminen hydraulisesti vähentää merkittävästi polttoaineen kulutusta porauksessa. Syvenevä porareikä täytetään jatkuvasti lisävedellä, jota kuitenkin tarvitaan lisää päivittäin porausnopeudesta riippuen vain noin 20–25 kuutiota vuorokaudessa.
Vesivarasaraporausmenetelmä mahdollistaa porauksen tarvittaviin syvyyksiin riittävällä tehokkuudella. Maailmalta löytyy jo esimerkkejä hankkeista, missä vesivasaralla on porattu vastaavaan syvyyteen yltäviä kaivoja. Ilmanpaineporavasaralla ja muilla vastaavilla poraustekniikoilla ei toistaiseksi ole päästy riittäviin syvyyksiin riittävän isolla kaivon halkaisijalla.
Laakson sairaalalle toteutettavan avoimen kierron kaivossa tavoitteena on saavuttaa mahdollisimman iso vesitilavuus, massavirta ja lämmönsiirtopinta-ala. Avoimen kierron kaivo on koko tilavuudeltaan täynnä vettä, joka mahdollistaa ison massavirran ja siten isomman tehon. Tämän lisäksi avoimen kierron kaivossa lämmön siirtymisessä pystytään hyödyntämään tehokkaammin konvektiota ja konduktiota.
Vesivasaraporaustekniikan etu on, että kallion pinnassa olevat raot ja halkeamat eivät täyty porauksen aikana lietteellä. Mitä enemmän avoimen kierron kaivossa pystytään hyödyntämään mahdollisia kallion halkeamia ja rakovyöhykkeitä, sitä isompi teho voidaan saavuttaa.
Kaivon kalustuksessa hyödynnetään muun muassa sähköistä uppopumppua (Electrical Submersible Pump, ESP) ja teräksistä tyhjiöputkikollektoria (Vacuum Insulated Tubing, VIT). Näitä tekniikoita on käytetty maailmalla muun muassa öljy- ja kaasuteollisuudessa. Kollektoriputki on kaksikerroksinen putki, jossa tyhjiö toimii kerrosten välissä eristeenä. Kaivon lähellä maan pintaa oleva tekniikka jää näkymättömiin huoltokaivoon ratsastuskentän rakennekerroksien alapuolelle.
Hankkeen tehtävänä on selvittää tämän tyylisen kaivon suorituskyky ja tehokkuus. Tavoitteena on tuoda kaivon pohjalta maan pinnalle vesi mahdollisimman korkealla lämpötilatasolla. Yli 3 kilometrin tavoitesyvyydestä on mahdollista tuoda sairaalan lämmönjakoon jopa niin lämmintä vettä, että lämpötilaa ei tarvitse nostaa lämpöpumpuilla.
