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Untertagebohrhämmer - Forschungsvorhaben

Aus der Flachbohrtechnik ist bekannt, dass kristalline Hartgesteine mit Schlagbohrhämmern wesentlich effektiver zerstört werden können als mit PDC- oder Rollenmeißeln. Im Granitte lassen sich mit Bohrhämmern beispielsweise bis zu 10mal höhere Bohrgeschwindigkeiten als mit Rollenmeißeln erzielen. Außerdem ist dadurch, dass beim Schlagbohren nur wenig Andruckkraft aufgebracht werden muss, die Richtungsstabilität der Bohrung wesentlich besser. Bisher scheiterte der Einsatz von Untertagebohrhämmern in der Tiefbohrtechnik jedoch daran, dass das verfügbare Antriebssystem (Erzeugung des Schlagimpulses über das abwechselnde Beschleunigen und Stoppen der Spülungssäule) mit zunehmender Teufe immer energieaufwendiger und damit letztlich unwirtschaftlich wird.Die Idee des Projektes ist daher, ein Schlagbohrverfahren für Tiefbohrungen zu entwickeln, das die erforderliche Schlagenergie für den Bohrhammer direkt vor Ort im Bohrloch erzeugt und mit konventioneller Bohrspülung funktioniert.

Steckbrief

Programm/ Zuschussgeber

DGMK

Akronym

Untertagebohrhämmer

Titel/ Thema

Entwicklung alternativer Antriebskonzepte für Untertagebohrhämmer in der Tiefbohrtechnik

Identifikation/ Zuwendungsnummer

733

Durchführungszeitraum

01.01.2019-30.09.2022 (Phase 3)

Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag

-

Sonstiges

-

Kurzbeschreibung

Basierend auf den Ergebnissen der Machbarkeitsstudie soll in der zweiten Projektphase mindestens ein voll einsatzfähiger Prototyp eines Schlagbohrsystems für den Einsatz in der Tiefbohrtechnik entwickelt werden, der an einem Versuchsstand bzw. in einer Testbohrung betrieben werden kann.

Nachdem in Projektphase 2 ein Prototyp für einen elektromagnetischen Bohrhammer gefertigt und getestet wurde, soll in Phase 3 ein hydraulischer Bohrhammer gebaut und sowohl im Labor, als auch im Bohrloch getestet werden.

Koopertionspartner

Forschungsstelle

  • TU Bergakademie Freiberg: Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau - Prof. Dr. M. Reich, J. Wannenmacher

Projektbegleitung

  • DEA Deutsche Erdoel AG, Hamburg - Dr. B. Schmalhorst
  • Wintershall Holding GmbH, Kassel - Dr. J. Schamp
  • EMPG, Hannover – M. Röhrlich
  • Neptune Energy Deutschland GmbH, Lingen - J. Sluet

Zuwendungsgeber

  • DEA Deutsche Erdoel AG
  • ExxonMobil Production Deutschland GmbH
  • Neptune Energy Deutschland GmbH
  • Wintershall Holding GmbH
  • Herrenknecht AG

Weblinks

https://dgmk.de/projekte/entwicklung-alternativer-antriebskonzepte-fuer-untertagebohrhaemmer-in-der-tiefbohrtechnik/

Literatur

Zimmermann, R.; Lehmann, F.; Reich, M.: Entwicklung von Bohrhämmern für die Tiefbohrtechnik, Der Geothermiekongress, Essen, 02. - 04. November 2015

Lehmann, F.; Zimmermann, R.: Entwicklung alternativer Antriebskonzepte für Untertagebohrhämmer in der Tiefbohrtechnik (DGMK-Projekt733-2), Postersession, Freiberger Forschungsforum, 66. Berg- und Hüttenmännischer Tag, Freiberg, 18.-19. Juni 2015

Lehmann, F.; Reich, M.: Development of alternative drive concepts for down-the-hole hammer in deep drilling, OMAE2015-41218, Presentation and Proceedings of the 34th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE2015, St. John’s, Newfoundland, Canada, May 31 – June 5, 2015

Lehmann, F.: Entwicklung alternativer Antriebskonzepte für Untertagebohrhämmer in der Tiefbohrtechnik; Der Geothermiekongress, Essen, 11.-13 November 2014

Lehmann, F.; Reich M.: Development of Alternative Drive Concepts for Downhole Hammers in Deep Drilling Operations – a feasibility Study, Oil Gas European Magazine, vol. 39, 3/2013, pp. OG 119 – OG 123, September 2013 bzw. Erdöl Erdgas Kohle, 129. Jahrgang, Heft 9, S. OG 119 – OG 123, September 2013

Lehmann, F.; Kirsten, U.; Schwarz, M.; Reich, M.: Entwicklung alternativer Antriebskonzepte für Untertagebohrhämmer in der Tiefbohrtechnik – eine Machbarkeitsstudie, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung 2013-1 (Präsentation and Manuskript), 18.-19. April, 2013. ISBN 978-3-941721-31-9

Lehmann, F.; Kirsten, U.; Mandel, K.; Konieczny, T.: „Experimentelle Untersuchung der Wirkmechanismen der schlagenden Gesteinszerstörung zur Beschreibung des Bohrens im Hartgestein“, Plenarvortrag und Tagungsbericht zum 4. Internationalen Kolloquium zur sprengstofflosen Gesteinsgewinnung, Freiberg, 14. – 16. November 2012

Lehmann, F.; Kirsten, U.; Reich, M.: „Requirements for materials for percussive drilling in hard rock”, Plenarvortrag im Rahmen des Freiberg High Pressure Symposium 08.-10.10.2012

Lehmann, F.; Kirsten, U.; Mande,l K.; Reich, M.; Krüger, L.: „Untersuchung der Mechanismen bei der schlagenden Gesteinszerstörung und Vergleich mit Versuchen an einem Laborversuchsstand“, Plenarvortrag und Tagungsbericht zur DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung 2012, Fachbereich Aufsuchung und Gewinnung am 19.-20.04.2012 in Celle, DGMK-Tagungsbericht 2012-2, ISBN 978-3-941721-25-8

zuletzt bearbeitet März 2022, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de