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ThermoDrill - Forschungsvorhaben

Projektlogo

Um die Geothermie attraktiver zu machen, ist es dringend erforderlich, kostengünstige und neuartige Tiefbohrtechnologien und -konzepte bereitzustellen, die die Anzahl wirtschaftlich realisierbarer Geothermieprojekte in Europa erhöhen. Das Projekt ThermoDrill wird hierzu in drei Phasen durchgeführt:

  1. Laboruntersuchungen zur Bestimmung von Gesteinsparametern.
  2. Konzeptionsphase zur Komponentenauswahl, wie vertikale *jetting tools', Bohrköpfe, Bohrspülung.
  3. Integration in ein komplettes Bohrsystem.

Letzlich werden die Ergebnisse in einem kleinskaligen Feldtest verifiziert, bei dem beispielsweise Bohrkronen oder Spülung getestet werden können.

Steckbrief

Programm

EU, Horizon 2020

Akronym

ThermoDrill

Titel

Fast track innovative drilling system for deep geothermal challenges in Europe 

Thema

Research and Innovation action 

Identifikation

641202  

Zuwendungs-Nummer

641202 

Dauer

36 Monate

Start

01/09/2015

Geschätzte Kosten

5.800.000,00€

Erwartete Ergebnisse

Im Projekt ThermoDrill hat sich ein interdisziplinäres Team aus Experten aus Forschung und Industrie das ehrgeizige Ziel gesetzt, ein schnelles und kostengünstiges Bohrsystem zu entwickeln, das auf einer innovativen Kombination aus konventionellem Drehbohren und Wasserstrahlspritzen basiert. Durch die neue Technologie wird der Bohrfortschritt in Hartgestein um mindestens 100% erhöht und die Kosten werden um mehr als 30% gesenkt.

Das ThermoDrill-Konsortium befasste sich mit folgenden Forschungs- und Entwicklungsthemen, um diese Ziele zu erreichen:

Revolutionäre und bahnbrechende Bohrtechnologie

Geothermische Brunnen müssen oft durch sehr harte Gesteinsformationen gebohrt werden. Die Bohrausrüstung auf dem neuesten Stand der Technik geht dabei an ihre Grenzen, sodass schnellere und langlebigere Technologien benötigt werden. Die Kombination von konventionellem Drehbohren mit Hochdruckwasserstrahl hat das Potenzial, die erforderliche Technologie zu sein. Der Hochdruckstrahl schneidet die Gesteinsoberfläche vor dem Bohrmeißel, reduziert die Festigkeit des Gesteins und erhöht so die Bohrgeschwindigkeit. Der Wasserdruck wird im Bohrloch erzeugt, so dass keine zusätzliche Oberflächeninfrastruktur erforderlich ist und hohe Sicherheitsstandards aufrechterhalten werden können.

Neuartige Bohrspülung

Zu den Hauptfunktionen einer Bohrflüssigkeit gehört das Entfernen des Bohrkleins vom Bohrlochtiefsten, die Gewährleistung der Bohrlochstabilität und die Kühlung des Bohrers. Das Projekt ThermoDrill hat sich zum Ziel gesetzt, eine Flüssigkeit zu finden, die nicht nur als Bohrflüssigkeit wirkt, sondern auch den Hochdruck-Spritzvorgang unterstützt. Das neu entwickelte Fluid kombiniert diese beiden Funktionen und ermöglicht eine verbesserte Bohrleistung bei Einhaltung strenger Umweltstandards.

Einzigartiger Bohrer-Prototyp

Der Bohrer muss dem enormen hydraulischen Druck standhalten, der durch den Bohrer auf die Spritzdüsen übertragen wird. Aus diesem Grund wurde ein neuartiger Hochdruckkörper entworfen und in den Rahmen eines Rollenkegelbohrers integriert. Die verlängerten Düsen ermöglichen eine schnelle und einfache Wartung und den Austausch abgenutzter Teile, während der Abstand zwischen dem Bohrlochtiefsten und der Düse auf einem Minimum gehalten wird.

Simulationen und Experimente

Die erfolgreichen Bohransätze zum Bohrvorgang und die Wechselwirkung zwischen dem Hochdruckwasserstrahl und dem Gestein waren ermutigend. Simulationsaktivitäten waren dabei ein zentrales analytisches Element im Projekt. Darüber hinaus wurde eine Vielzahl von Experimenten durchgeführt, um den derzeitigen Ansatz kontinuierlich zu optimieren und die ThermoDrill-Technologie für den zukünftigen industriellen Einsatz geeignet zu machen.

Koopertionspartner

  • ES-GEOTHERMIE, Frankreich
  • BESTEC GMBH, Deutschland
  • RAG ENERGY DRILLING GMBH, Österreich
  • INERCO, Spanien
  • TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN, Deutschland
  • SIRIUS-ES HANDELS GMBH, Österreich
  • SMITH INTERNATIONAL ITALIA SPA, Italien
  • GEO-ENERGIE SUISSE AG, Schweiz

Literatur

https://thermodrill.unileoben.ac.at/en/media-centre/publications/

Weblink

https://thermodrill.unileoben.ac.at/