2016-08-01  –  2022-06-30

3.880.713,95 EUR

Technische Universität Clausthal - Drilling Simulator Celle - Deutsches Zentrum für Hochleistungsbohrtechnik und Automatisierung, Celle, Niedersachsen

0324115A

Sonstiges im Rahmen der geothermischen Energie [EB1619]

01172438/1  –  Optimierung des Bohrfortschritts für tiefe Geothermiebohrungen durch systematische Analyse untertägiger Schwingungen im Laborversuch

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE4)

Energie

Das übergeordnete Ziel ist die Reduzierung der Herstellungskosten von Tiefbohrungen auf Geothermie durch eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich verbesserte Kontrolle der mechanisch-dynamischen Bohrbedingungen. Ein effektiver Bohrprozess wird durch Unstetigkeiten im Gebirge, wie insbesondere die bei Geothermiebohrungen häufig anzutreffenden Störungszonen, behindert. Dadurch werden unerwünschte Schwingungen und Dynamikvorgänge in der untertägigen Bohrgarnitur generiert, die Bohrfortschritt und Lebensdauer wesentlich verringern. In diesem Teilvorhaben soll eine Testeinrichtung entwickelt und in das bestehende System integriert werden, die mit den entsprechenden mechanisch-hydraulisch-elektrischen Systemen die Ausübung dynamischer Kräfte in sechs Freiheitsgraden auf geeignete Gesteins-Probeköper unter Hochdruck ermöglicht. Um die in einem Bohrstrang auftretenden dynamischen Belastungen realistisch darzustellen, wird in TP1 ein Hexapod-System entwickelt, gebaut und in die bestehende Testeinrichtung am DSC integriert. Für die Bohrstrecke soll auch eine flexibel gestaltete, modular aufgebaute Hochdruck-Probenkammer entwickelt und gebaut werden, um die Gesteinsübergänge ideal darzustellen und deren Einfluss auf die Dynamik der Garnitur ermitteln zu können. In Abstimmung mit der mechanisch-hydraulischen Entwicklungsarbeit wird in TP 2 die elektrische Antriebstechnik, der Einsatz der Messtechnik (z.B. momentane Position und Geschwindigkeit) die Steuerung und Regelung in Echtzeit und die Einbindung in die Informationsinfrastruktur des DSC durchgeführt. In TP5 werden, aufbauend auf TP 3 und 4 (federführend hier: IDS), experimentell die Versuche zur Meißel- und Bohrstrangdynamik und zur Gesteinszerstörung für Geothermie-spezifische Anforderungen an geeigneten Gesteins-Probekörpern durchgeführt, insbesondere mit Blick auf Störungszonen.