Abstract
Ein MATLAB-Modell wird vorgestellt, das auf einer detaillierten Untersuchung der Berechnungen und des Verhaltens einer nicht zementierten Liner Rückverlängerung (Tieback) in einem vertikalen Bohrloch eines Enhanced Geothermal System (EGS) basiert. Es verwendet die Eingabeparameter und ein gegebenes Komplettierungsdesigns als Grundlage für die Berechnungen. Ein nicht zementierter Tieback unterliegt Last- und Buckling-Untersuchungen unter verschiedenen Betriebsarten. Die Ergebnisse werden in einer benutzerfreundlichen Umgebung präsentiert. Das Modell berücksichtigt alle auftretenden Axialkräfte, Biegespannungen, Temperaturen sowie Innen- und Außendrücke. Konstruktionsfaktoren müssen in einem bi-axialen Konstruktionsansatz gegen axiale, Berst- und Kollapsversagensbeständigkeit verifiziert werden. Beeinflussbare Temperaturverteilungen für die Betriebsarten und temperaturabhängige Druckberechnungen des Wassers im Tieback simulieren realistische Bedingungen. Es wird bewertet, ob unter den bereitgestellten Benutzerinformationen ein sinusförmiges oder helikales Buckling auftritt oder nicht. Eine Visualisierung der numerischen und grafischen Ergebnisse während der Produktions-, Injektion- und Druckprüfungsaktivitäten wird implementiert. Die Lastfälle werden gegen einen Basisfall ohne Betriebslasten analysiert. Eine EGS- Komplettierung kann mit einem starren Design ohne Bewegungsfreiheit oder einem vertikal frei beweglichen Design realisiert werden. Während die Wahrscheinlichkeit des Bucklings von der Summe aller auftretenden Kräfte abhängt, gehören induzierte Belastungen aufgrund von Temperaturänderungen und Änderungen des wirkenden Innendrucks zu den einflussreichsten. Eine hohe Kompression kann zum Einsetzen des Bucklings führen, entweder sinusförmig oder spiralförmig. Die Bestimmung des Beginns von Buckling ist aufgrund der verschiedenen in der Literatur vorgestellten Modelle keine exakte Wissenschaft. Das Buckling kann zusätzliche lokale Biegespannungen und Kontraktionen des Stahls verursachen. Zug- und Druckbelastungen wirken sich gleichzeitig mildernd, aber auch verschlechternd auf die verschiedenen Berechnungen der Ausfallkriterien aus. Die Ergebnisse legen nahe, dass einfache Methoden zur Minderung des Bucklings wie Expansionsvorrichtungen ein ausreichendes Mittel gegen umfangreiche Druckbelastungen darstellen könnten. Bei Komplettierungen, die das Ausgleichen von Lasten mit einer Längenänderung ermöglichen, können negative axiale Lasten eine Kontraktion verursachen, während positive axiale Lasten zu einer Dehnung führen. Somit zeigt eine frei bewegliche Komplettierungsdesign Vorteile gegenüber einem starren Design in Bezug auf Buckling. Das einfach zu installierende und benutzerfreundliche Modell bietet einen guten ersten Überblick über ein vorhandenes Komplettierungsdesign unter verschiedenen Lastfällen, ohne dass teure kommerzielle Softwarepakete erforderlich sind.
Titel in Übersetzung | Buckling-Analyse einer nicht zementierten Liner Rückverlängerung während der Produktion, Injektion und Druckprüfungen |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2021 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis nullSchlagwörter
- Buckling
- Enhanced Geothermal System