Forschungsarbeiten des Drilling Simulators Celle ausgezeichnet

Im Rahmen einer virtuellen Fachtagung an der Gubkin Universität Moskau wurden laufende Forschungsarbeiten eines Projekts zur Senkung der Kosten von Geothermiebohrungen ausgezeichnet.

Einen großen Erfolg konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Drilling Simulator Celle – Deutsches Zentrum für Hochleistungsbohrtechnik und Automatisierung (DSC) der Technischen Universität (TU) Clausthal in Celle verzeichnen. Im Rahmen der virtuellen, internationalen Fachtagung „Oil & Gas Horizons XII“, die von der Gubkin Universität Moskau organisiert wurde, erfuhren die aktuellen Forschungsarbeiten zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Geothermiebohrungen eine große internationale Beachtung.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Vorhaben seit 2016 mit einem Volumen von insgesamt rund 3,9 Millionen Euro für die TU Clausthal. In der ersten Phase des Vorhabens war auch das Institut für Dynamik und Schwingungen der TU Braunschweig am Verbundprojekt beteiligt, dessen Arbeitsprogramm bereits Mitte des Jahres 2020 erfolgreich abgeschlossen wurde. 

Ziel des Vorhabens ist die „Optimierung des Bohrfortschrittes für tiefe Geothermiebohrungen durch systematische Analyse untertägiger Schwingungen im Laborversuch – OBS“ ist die Analyse der lateralen, axialen und torsionalen Bohrstrangschwingungen, insbesondere beim Durchbohren gestörter Gesteinszonen, um auf diese Weise Anhaltspunkte zur Optimierung von Bohrungen auf tiefe Geothermie gewinnen zu können. Im Zentrum des Projekts steht dabei eine umfangreiche Weiterentwicklung der Untersuchungsmöglichkeiten am Hardware-Simulator des DSC, welche derzeit um eine technische Möglichkeit zur Nachbildung dieser Schwingungen erweitert werden.

Die Präsentation dieses am DSC unter der wissenschaftlichen Leitung von Professor Joachim Oppelt vollständig neu entwickelten Untersuchungskonzepts wurde jetzt im Wettbewerb „PhD and Young Professionals Paper Contest Upstream“, welcher im Rahmen der Fachtagung stattfand, mit einem ersten Preis ausgezeichnet. Stellvertretend für das Projektteam referierte Rodrigue Freifer über den bisherigen Projekterfolg und stellte die bereits implementierten und zukünftigen Fähigkeiten des Teststandes vor. So wird es in Kürze möglich sein, torsionale und axiale Bohrstrangschwingungen einer Bohrgarnitur zu untersuchen. Der Teststand wurde dazu mit neuer Aktorik, einem Hardware-in-the-Loop-Steuerungssystem, sowie speziell für den Teststand entwickelter Messtechnik aufgerüstet. Ein weiterer Fokus liegt in der Untersuchung des Schneidprozesses und der resultierenden Bohrlochqualität. Hierzu wurde eine verbesserte Druckkammer für Gesteinsproben entwickelt, die es erlaubt triaxialen Umgebungsdruck auf die zu bohrende Gesteinsprobe aufzubringen und Formationen bis zu 3.000 m Tiefe zu simulieren. Das Projektteam, welches um Lisette Hayn und Mostafa Abdelhafiz ergänzt wird, ist zuversichtlich, den weiterentwickelten Teststand im Frühjahr 2021 mit weiteren Bohrversuchen im Realmaßstab in Betrieb nehmen zu können. Die Versuche dienen allgemein dazu, Bohrkosten für tiefe Geothermiebohrungen zu verringern und Risiken zu minimieren, um die Energiewende im Bereich der erneuerbaren Energien voranzutreiben.

 

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Der Hardware-Simulator des DSC wird derzeit umfassende erweitert, um untertägige Schwingungen des Bohrstrangs realitätsnah abbilden zu können. Foto: Kreutzmann