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Spülpumpenüberwachungssystem

Diagnose und Überwachung für Spülpumpen und Bohranlagen

________________ In einem durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Verbund-Forschungsvorhaben werden Grundlagen zur sicheren Auslegung von Bohranlagen und speziell Spülpumpen in Zusammenarbeit mit Herrenknecht erarbeitet. Die Zielsetzung dabei ist die Steigerung der Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit von Tiefbohranlagen bei gleichzeitiger, einhergehenden Senkung der Betriebskosten. Schwerpunkte der Entwicklungen sind insbesondere ein anlagenintegriertes Gesamtdiagnosesystem sowie ein Dämpfersystem zur wirkungsvollen Pulsationsdämpfung an den Spülpumpen.

Ein Früherkennungssystem zur Minimierung von Risiko und Bohrkosten

Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Anteil der geothermischen Energie am ‎Gesamtenergieverbrauch der Bundesrepublik Deutschland in den nächsten Jahren ‎wesentlich auszubauen. Die geothermische Energie soll in Zukunft breiter genutzt, der ‎Energieertrag gesteigert und die Kosten der Errichtung und des Betriebs gesenkt werden. Eine Früherkennung von Verschleiß ist für die Kostenreduzierung für ‎Geothermieanlagen daher von großer Bedeutung. Wie der Bundesanzeiger vorsieht, ist eine ‎Entwicklung von Geräten, Apparaten und Maschinen, die „unter den geothermal typisch hohen ‎Temperaturen, Drücken und korrosiven Rahmenbedingungen verlässlich und energieeffizient ‎wartungsarm funktionieren“, eine wesentlicher Beitrag zu dieser Kostenreduzierung. Dies ‎betrifft insbesondere die Entwicklung von Pumpen. Verschleiß in ‎den Pumpensystemen kann zu Störungen und ungeplanten Ausfällen einer ‎geothermischen Bohrung führen. Daher entspricht ein Früherkennungssystem dem Interesse des Anlagenbetreibers und ‎der anderen Beteiligten, um den Kostenaufwand und das Risiko möglichst gering zu halten.‎

Die Bohrlochsicherheit hängt in erster Linie von einem funktionierenden Spülkreislauf ab.

Eine ‎besondere Bedeutung kommt dabei der Modernisierung und Weiterentwicklung der Bohrtechnik zu. Der Mangel an zeitgemäßer Technik und hohe Bohrkosten sind gegenwärtig stark limitierende Faktoren. Die Bohrungen stellen den ‎teuersten Teil eines Geothermieprojekts dar. Ihre Reduktion ist deshalb für den weiteren Ausbau der ‎Geothermie in Deutschland ein wesentlicher Aspekt. Für Investoren sind die Bohrungen das größte Risiko, da erst nach einer ersten Bohrung feststeht, ob ‎ein Projekt durchführbar ist. Durch eine umfassende Adaption und ‎Weiterentwicklung der Technik, und der daraus resultierenden Minimierung der Bohrzeit, ‎lässt sich eine Minimierung der Kosten erzielen.

Ziel: Unerwartete Ausfälle von Spülpumpen vermeiden

Der Einsatz von Verdrängerpumpen in Tiefbohranlagen hat sich in den letzten Jahren bewährt. Die Bohrlochsicherheit hängt in erster Linie von einem funktionierenden Spülkreislauf ab. Um einen unvorhersehbaren Ausfall von Spülpumpen zu vermeiden, soll die Studie zunächst untersuchen, inwieweit sich Verschleiß durch Früherkennung und eine Ankündigung von Störfällen automatisch diagnostizieren lassen. Darüber hinaus wird geprüft, ob eine Änderung des Verfahrens zur druckseitigen Pulsationsdämpfung möglich ist: Die zurzeit verwendeten gasvorgespannten Pulsationsdämpfer könnten durch ein anderes physikalisches Verfahren zur Reduktion der druckseitigen Pulsation ersetzt werden.

Mit der Erarbeitung von Grundlagen zur sicheren Auslegung der Spülpumpen und der Entwicklung eines Gesamtdiagnosesystems lässt sich die Zuverlässigkeit der gesamten Tiefbohranlage steigern. Letztlich ist die Früherkennung eines auftretenden Schadens die Voraussetzung, um die Sicherheit für Bohrloch, Anlage und Personal zu erhöhen. Durch die erweiterte Kenntnis des Zustandes der Spülpumpe kann erst eine gezielte vorbeugende Instandhaltung erfolgen.

Nicht zuletzt bedeutet eine kontinuierliche Weiterentwicklung und Anpassung der Bohrtechnik ‎an die Bedürfnisse zukünftiger Projekte eine Sicherung des Know-how-Vorsprungs ‎deutscher Unternehmen und Technik auf dem Sektor der Nutzung von ‎Niederenthalpielagerstätten in der Tiefen-Geothermie.‎

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