Abstract
Die Inbetriebnahme eines (geothermischen) Bohrlochs hat einen Temperaturanstieg im Ringraum zufolge. Diese steigende Temperatur führt aufgrund des beschränkten Volumens zu einem Druckanstieg, da Flüssigkeit (sogenanntes Ringraum Fluid) im Ringraum eingeschlossen ist. Dieses Phänomen ist als Annular Pressure Build-Up (APB) oder als Trapped Annular Pressure (TAP) bekannt. APB ist häufig die Ursache für Schäden an der Verrohrung im Bohrloch. Da das Fluid im Ringraum eingeschlossen ist, kann es entweder zu einer Verformung oder Beschädigung der inneren oder der äußeren Verrohrung kommen. Im schlimmsten Fall kann APB zu einem Verlust der Integrität des Bohrlochs führen. Die vorliegende Arbeit ist eine Studie zur Konzeption eines Bauteils, welches APB verhindern bzw. verringern soll. Das als Annular Pressure Relief System (APRS) bezeichnete Bauteil soll an der Verrohrung befestigt werden und eine Beschädigung dieser durch APB verhindern. Aufgrund des geringen Raumangebots zwischen den Verrohrungen ist das optimale Verhältnis zwischen einem möglichst klein konzipierten Bauteil und einer großen Volumskapazität maßgebend. Eine große Herausforderung für die Bauteilkonstruktion stellen auch die hohen Drücke und Temperaturen dar. Zudem muss das Bauteil an unterschiedliche Bohrlochkonstruktionen (verschiedene Drücke, Temperaturen und Bohrlochdimensionen) angepasst werden. Das Montagekonzept gewährleistet, dass das Bauteil installiert werden kann, ohne das Bohrloch zu beschädigen oder den Zementationsprozess negativ zu beeinflussen. Unterschiedliche Konzepte wurden konstruktiv ausgearbeitet, die Funktionsweisen sowie technischen Details beschrieben, bewertet und gegenübergestellt. Zudem werden die Vor- und Nachteile dieser Bauteile mit bereits vorhandenen Methoden, um APB zu verhindern, ebenso aufgezeigt. Die Arbeit gibt zudem einen Überblick über die aktuell verfügbaren Methoden für den Umgang mit bzw. der Vermeidung von APB. Die Notwendigkeit einer neuen Methode, die Entwicklung eines neuen Bauteils etwa, wird dadurch erkennbar. Die notwendigen Berechnungsschritte für die Konstruktion des Bauteils werden zur Definition der Randbedinungen beschrieben sowie eine Grafik dargestellt, mit der das benötigte Volumen durch Kenntnis der Druck- und Temperaturbedinungen im Bohrloch abgeschätzt werden kann.
Titel in Übersetzung | Entwicklung eines Ringraumdruckausgleichssystems für geothermische Tiefenbohrungen |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 28 Juni 2019 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2019 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis 20-05-2024Schlagwörter
- APB
- TAP
- annular pressure build up
- trapped annular pressure