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733-3

DGMK-Projekt Bohr- und Komplettierungstechnik

Entwicklung alternativer Antriebskonzepte für Untertagebohrhämmer in der Tiefbohrtechnik – Phase 3

Laufzeit
01.01.2019-30.09.2022
Forschungsstelle
TU Bergakademie Freiberg: Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau - Prof. Dr. M. Reich, L. Grottendiek
Projektbegleitung
Wintershall Dea GmbH, Hamburg - O. Obenaus
Wintershall Dea Deutschland GmbH - W. Jelinek
ExxonMobil Production Deutschland GmbH, Hannover – M. Röhrlich
Neptune Energy Deutschland GmbH, Hannover - P. Schermer
Anlass und Ziel

Aus der Flachbohrtechnik ist bekannt, dass kristalline Hartgesteine mit Schlagbohrhämmern wesentlich effektiver zerstört werden können als mit PDC- oder Rollenmeißeln. Im Granit 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 Bohrhämmern 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.

Kurzbeschreibung

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.

Bearbeitungsstand

Der Prototyp des hydraulischen Bohrhammers ist fertig gestellt. Dieser wurde nach mehreren Anpassungen schrittweise in Betrieb genommen und im August 2020 im Versuchsstand in Dorfhain eingebaut. Erste Schlag- und Bohrversuche wurden erfolgreich durchgeführt. Weitere Bohrversuche unter Einsatz einer Spülung sind geplant.

Veröffentlichungen

Conference Papers


Grottendieck, L., Reich, M., Schlag auf Schlag! Entwicklung spülungs-betriebener Untertagebohrhämmer für die Tiefbohrtechnik (DGMK 733-3). DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2021

Projektstatus

Projektkoordination

Dr. Susanne Kuchling

Leiterin der Abteilung Geo-Energiesysteme und Untertagetechnologien

Zuwendungsgeber

ExxonMobil Production Deutschland GmbH

Neptune Energy Deutschland GmbH

Wintershall Dea GmbH

Wintershall Dea Deutschland AG