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gebo - B3 - Automatisierung des Bohrprozesses

Laufzeit:2009 - 2014
Förderung:Land Niedersachsen
Kontakt:ludger.overmeyerita.uni-hannover.de
Web:http://www.gebo-nds.de/index.php

Bild gebo - B3 - Automatisierung des Bohrprozesses

Die Geothermie ist eine regenerative Energieform, bei der die in der Erdkruste gespeicherte Wärme zur Energiegewinnung genutzt wird. Im Gegensatz zur Wind- und Solarenergie, ist die Geothermie unabhängig von der Tageszeit, den Witterungsbedingungen und saisonalen Schwankungen verfügbar und kann somit zur Deckung der Grundlast eingesetzt werden. Um eine effiziente elektrische Energiegewinnung mit Hilfe der Geothermie zu realisieren, sind Gesteinstemperaturen oberhalb von 150 °C notwendig. In Niedersachsen sind diese Temperaturen in einer Tiefe von 4 bis 6 km anzutreffen. Die Kosten für die Bohrungen einer Geothermieanlage in diesem Tiefenbereich mit ca. 70 % der Gesamtinvestition den größten Kostenfaktor darstellen. Um die Wirtschaftlichkeit von geothermischer Energiegewinnung zu steigern, ist also eine signifikante Reduktion der Bohrkosten notwendig.

Das Ziel des Forschungsverbundes „Geothermie und Hochleistungsbohrtechnik“ (gebo) besteht darin, die Kosten für Bohrungen zur Gewinnung geothermischer Energie zu senken, um somit den Einsatz dieser regenerativen Energiequelle voranzutreiben.

Am ITA werden folgende Teilprojekte bearbeitet:

  • B3 - Automatisierung des Bohrprozesses durch Einsatz eines flexiblen Bohrstrangs
  • T3 - Aufbau- und Verbindungstechnik für Hochtemperatur-Elektronik
  • T7 - Intelligente sensorgestützte Bohrwerkzeuge 

B3 - Automatisierung des Bohrprozesses

Bei der Herstellung von Tiefbohrungen ist es notwendig, das Bohrloch in definierten Abschnitten gegen einen Einsturz zu sichern. Dieses geschieht mit Hilfe spezieller dickwandiger Rohre. Derzeit verringert sich der Durchmesser der Bohrung mit zunehmender Tiefe teleskopartig, da die neue Rohrtour durch die zuletzt eingebrachte Auskleidung durchgeführt werden muss.

Im Forschungsverbund gebo werden daher gefaltete Rohrstrukturen entwickelt, die nach dem Einfahren in die Bohrung auf einen definierten Durchmesser expandiert werden können. Somit kann ein Monobore-Bohrloch, also ein Bohloch mit einem konstanten Durchmesser von der Oberfläche bis zur Endteufe hergestellt werden. Durch diese Methode werden große Bohrungsdurchmesser im oberen Bereich der Bohrung vermieden, wodurch eine Erhöhung der Bohrgeschwindigkeit möglich ist. Um zusätzlich die Auskleidungszeit zu verkürzen, ist das Handling der gefalteten Rohre von zentraler Bedeutung.

Im Teilprojekt B3 soll die Wirtschaftlichkeit des Bohrprozesses durch eine Erhöhung des Automatisierungsgrades der Anlage sowie durch neuartige Handling-Konzepte gesteigert werden. Dazu werden zunächst die Prozessketten unterschiedlicher Bohrverfahren beleuchtet und Ansatzpunkte zur Automatisierung einzelner Arbeitsschritte herausgearbeitet. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf dem Gestänge-Handling.

 

 Automatisiertes Rohrhandling

Publikationen

Bär, F.; Varahram, A.; Hassel, T.; Bach, Fr.-W.; Overmeyer, L. (2011): Cost-efficient Monobore Well Construction for Geothermal Energy, 16th Annual International Conference on Industrial Engineering Theory, Applications & Practice. Stuttgart: IJIE (International Journal of Industrial Engineering)

Varahram, A.; Bär, F.; Hassel, T.; Overmeyer, L.; Bach, Fr.-W. (2011): Design of Folded Tubulars for Expandable Casing Applications, 16th Annual International Conference on Industrial Engineering Theory, Applications & Practice. Stuttgart: IJIE (International Journal of Industrial Engineering)

Bär, F. (2012): A Cost-efficient Way to Produce a Geothermal Well, 3rd European Geothermal PhD day: European Energy Research Alliance

Bär, F.; Overmeyer, L. (2012): A Cost-efficient Well Construction for Deep Geothermal Resources, EGU General Assembly 2012: European Geosciences Union weitere Informationen

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