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Filterkuchen

Innerer und äußerer Filterkuchen an der Wand einer Tiefbohrung. Quelle: SpringerLink.

Ein Filterkuchen wird von den auf einem Filter zurückgehaltenen Stoffen (in der Regel Feststoffe) gebildet.Der Begriff hat sowohl eine allgemeine Bedeutung in der Filtrationstechnik als auch eine besondere in der Tiefbohrtechnik.

Allgemeine Bedeutung

Der Filterkuchen wächst im Laufe der Filtration an, wird "dicker", da kontinuierlich Feststoffe zurückgehalten werden. Mit zunehmender Schichtdicke des Filterkuchens ergibt sich sowohl der positive Effekt der verbesserten Abscheidung als auch der negative Effekt eines steigenden Strömungswiderstandes des Filterkuchens. Letzteres führt zu einem zunehmenden Leistungsbedarf zur Durchströmung des Filters bzw. bei begrenzter Leistung zu einer stetigen Abnahme des Volumenstroms durch den Filter. Zudem können die auf den Filterkuchen wirkenden Kräfte dazu führen, dass es zur sogenannten Kuchenkompression – einer quasi schlagartigen Verdichtung des Filterkuchens und damit einem sprunghaften Anstieg des Strömungswiderstandes – kommt. Der Filterkuchen muss daher nach einiger Zeit vom Filter entfernt werden, z. B. durch Rückspülen bzw. in der Gasphase meist durch Einbringen eines Druckimpulses auf der Abströmseite des Filtermediums.

Bedeutung in der Geothermie

In der Tiefengeothermie werden in den übertägigen Anlagen an mehreren Stellen Filter eingesetzt. Die Bildung von Filterkuchen ist zu beachten und deren ordnungsgemäße Entsorgung sicher zu stellen.

Tiefbohrtechnik

In der Tiefbohrtechnik wirkt das Gestein selbst als Filter gegenüber der aus der Bohrung in die Gesteinsformation fließenden Bohrspülung. Festoffe setzen sich an der Bohrlochwand und im bohrlochnahen Gestein ab und wachsen mit der Zeit zu einem mehr oder weniger dicken Filterkuchen an. Es wird zwischen einem äußeren (eigentlichen) und einem inneren Filterkuchen unterschieden. Der Filterkuchen hat beim Bohren eine enorme Bedeutung. Er stabilisiert die Bohrlochwand mechanisch. Demanch kann die mangelnde Ausbildung eines Filterkuchens, beispielsweise durch Wasserzufluss in die Bohrung, zu erheblichen Bohrproblemen führen. Die Zusammensetzung der Bohrspülung muss so eingestellt werden, dass sich ein brauchbarer Filterkuchen aufbaut.

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Filterkuchen