LaserJetDrilling - Entwicklung einer wasserstrahlgeführten Laserbohrtechnologie zur effizienten Erschließung geothermischer Ressourcen

Projekt: LaserJetDrilling - Entwicklung einer wasserstrahlgeführten Laserbohrtechnologie zur effizienten Erschließung geothermischer Ressourcen

Teilprojekt: Entwicklung eines Optikmoduls für das wasserstrahlgeführte Laserbohren

Projektpartner: GZB; Fraunhofer IPT; KAMAT; IPG; Herrenknecht

Projektträger:  Forschungszentrum Jülich GmbH

Bearbeitung: 12/2014 - 11/2017

Ziel des Projekts LaserJetDrilling ist die Entwicklung eines neuartigen Bohrverfahrens, mit dem eine flächendeckende Strom- und Wärmegewinnung aus Tiefer Geothermie in Deutschland realisiert werden kann. Hierfür wird ein neuartiges Bohrverfahren entwickelt, welches zur Steigerung der Vortriebgeschwindigkeiten hochenergetische Laserstrahlung verwendet.

Das Fraunhofer IPT entwickelt im Rahmen des Projektes das Optikmodul mit wasserstrahlgeführter Laserstrahlung, das in einen konventionellen Bohrkopf integriert wird. Durch die Bestrahlung des Gesteins mit hochenergetischer Laserstrahlung wird ein deutlich höherer Bohrfortschritt erwartet als bei konventionellen Bohrverfahren. Der den Laserstrahl ummantelnde Wasserstrahl wird benötigt, um die Laseroptiken vor Verunreinigungen im Bohrloch zu schützen.

Die größte technologische Herausforderung liegt in der Einkopplung des Laserstrahls in den Wasserstrahl. Für Mikroanwendungen (Düsendurchmesser < 100 µm) ist dies bereits Stand der Technik. Für Makroanwendungen wie Gesteinsbohren ist dieser Ansatz bisher nicht umgesetzt worden. Im Rahmen des Projektes LaserJetDrilling wird ein Optikmodul in einen konventionellen Bohrkopf mit einem wassergeführten Laserstrahl integriert. Zur Umsetzung dieses Ansatzes ist die Entwicklung einer Laserstrahlquelle mit angepassten Strahleigenschaften (IPG) sowie einer speziellen Wasseraufbereitung und 'förderung (KAMAT) notwendig. Diese Entwicklungen sind Kernkomponenten des optischen Systems, welches vom IPT entwickelt wird. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme des optischen Systems erfolgt die Integration des Optikmoduls in den Bohrkopf. Abschließend wird der Demonstratorbohrkopf mit integriertem Optikmodul an einem Prüfstand des GZB getestet und die Technologie evaluiert.

Zusätzliche Information

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Volker Wittig

Leiter der Abteilung Advanced Drilling Technologies

Raum: G1 1-003
Tel.: +49 (0)234 32-10768

Volker Wittig

Shahin Jamali, M.Sc. Petroleum Engineering

Doktorand

Advanced Drilling Technologies

Tel: +49 (0)234 32-10767

Shahin Jamali

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