Einsatz von Energieführungsketten in geothermischen Tiefbohranlagen Unterirdische Begierde - KEM

Einsatz von Energieführungsketten in geothermischen Tiefbohranlagen

Unterirdische Begierde

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In den Tiefbohranlagen von Herrenknecht Vertical finden Elektroleitungen und Hydraulikschläuche mithilfe des hier vorgestellten Unternehmens zu den Verbrauchern. Die breiten und äußerst robusten Stahlketten garantieren Stabilität, denn sie halten die schweren Leitungen mühelos auf Kurs. Wo weniger Traglast auftritt, kommen Kunststoffketten zum Einsatz. Bei Tiefbohranlagen beispielsweise für die Dreh- bewegungen des Rohrmanipulators.
Die im Frühjahr 2005 gegründete Herrenknecht Vertical GmbH, Schwanau, ist Spezialist für die Entwicklung und Herstellung sowie für den Vertrieb von Tiefbohranlagen und Zubehör, mit denen geothermische Lagerstätten sowie Erdöl- und Erdgasvorkommen erschlossen werden können. 2006 hat das Tochterunternehmen der Herrenknecht AG, eines internationalen bedeutenden Unternehmens in der Tunnelvortriebstechnik, einen neuartigen Anlagentyp konzipiert und gebaut, der für das Abteufen von Bohrlöchern in Tiefen von bis zu 6000 m ausgelegt ist.
Andreas Steilen, Entwicklung und Konstruktion – Leiter Elektrotechnik dieses Unternehmens – zu den Highlights der Tiefbohranlagen: „Wir haben ausgeklügelte Schallschutzsysteme entwickelt, die den Schalldruckpegel der Anlagen in 150 Metern Entfernung etwa auf die Zimmerlautstärke eines Radios oder Fernsehers reduzieren. Und für Arbeitssicherheit sorgen weitgehend automatisch ablaufende Prozesse. Ein Beispiel dafür ist unser Pipehandling-System, das die bis zu 19 Meter langen und 4,5 Tonnen schweren Bohrgestänge auf die mehr als neun Meter hohe Arbeitsplattform hebt“
3-Band-Stahlketten bündeln großes Leitungsspektrum
Für geothermische Bohrungen und für die Erschließung von Erdöl- und Erdgasvorkommen hat Herrenknecht Vertical eine Tiefbohranlage vom Typ „Terra Invader 350“ gebaut. Auf der Anlage befinden sich verschiedene Installationen, die mit Energie versorgt werden müssen. Diese wird durch Unterbaucontainer nach oben geführt. Zunächst laufen die Leitungen aus dem Schalthaus durch eine 7 m lange, vertikal stehende Kabelschlepp-Energieführungskette S1800.508/508 in einen darüber aufgestellten Kabelführungscontainer. Die Stahlkette hat eine Breite von 1050 mm. Als 3-Band-Kette ist sie mit einem dritten Kettenband und einem zweiten, ebenfalls 508 mm breiten Steg ausgestattet. Durch den Einsatz einer platzsparenden 3-Band-Kette entfällt die Investition in ein viertes Kettenband. Hinsichtlich der Stege hat man sich für die Variante RM, also für verschraubte Rahmenstege in Massiv-Ausführung entschieden, die für maximale Stabilität sorgen. Der Krümmungsradius der Kette beträgt 435 mm.
Im Kabelführungscontainer werden die Leitungen in eine 12 m lange, horizontale Energieführungskette S1800.589/589 umgelenkt und über diese Stahlkette und eine sich anschließende Wanne zu den Verbrauchern der Bohranlage geführt. Auch hier ist eine 3-Band-Kette im Einsatz. Sie ist 1213 mm breit und ebenfalls mit der Stegvariante RM ausgerüstet. Die Stege sind in dem Fall zweimal 589 mm breit. Der Krümmungsradius beträgt 605 mm. In der Wanne garantieren Rahmenstege der Variante RM und Trennstege eine saubere Verlegung und einen definierten Luftabstand zwischen den Leitungen. Mithilfe der Kombina- tion aus Kette und Wanne lässt sich auch ein wachsender Abstand zwischen dem Kabelführungscontainer und der Bohranlage überdrücken, wenn die Bohranlage horizontal verschoben wird, um ein weiteres Bohrloch anlegen zu können.
Übergroße Stahlkette mit schonender Leitungsführung
Für Probebohrungen hat Herrenknecht Vertical eine Testbohranlage vom Typ Terra Invader 250 gebaut. Auch auf der Arbeitsplattform (Rig Floor) dieser Anlage sind verschiedene Installationen mit Energie zu versorgen. „Zum Rig Floor, der sich in horizontaler und vertikaler Richtung verschieben lässt, werden die Leitungen über eine horizontale, freitragende Stahl-Energieführungskette S3200 weitergeleitet“, erläutert Patric Grabhöfer, der für diese Anwendung verantwortliche Mitarbeiter der Elektromontage. „Durch diese 6080 Millimeter lange Kette laufen beispielsweise die Hydraulikleitungen zum Hebewerk, das den Kraftdrehmotor vertikal bewegt, zum Kraftdrehmotor selbst, der den Bohrmeißel rotieren lässt und zu einem Ladekran. Außerdem führt die Kette elektrische Leitungen, die unter anderem Steuersignale zu den Hydraulikventilen übertragen oder unsere Leuchten und Scheinwerfer mit Strom versorgen“.
Die übergroße S3200 hat eine Kettengliedhöhe von 300 mm, eine Kettenbreite von 290 mm und einen Krümmungsradius von 670 mm. Die gewählte massive Stegvariante LG, mit verschraubten Aluminium-Lochstegen, erlaubt eine optimale, schonende Leitungsführung. Dazu trägt das Bohrbild bei, das konturgenau den verlegten Leitungen entspricht.
Durch die geteilte Ausführung der Lochstege lassen sich die Leitungen außerdem einfach verlegen. Die sichere, stabile Konstruktion der Energieführungskette mit Lochstegen garantiert eine lange Lebensdauer der verlegten Leitungen. Die Lochstege ermöglichen eine optimale Leitungsführung in der neutralen Biegelinie. Die Relativbewegung der verlegten Leitungen ist sehr gering.
Ketten für raue Umgebungsbedingungen
Die Energieführungsketten der S-Serie haben Kettenbänder aus galvanisch verzinktem Stahl. Sie sind äußerst robust und somit für starke mechanische Belastungen und raue Umgebungsbedingungen ausgelegt. Zudem überbrücken sie selbst mit hohen Zusatzlasten große freitragende Längen. Dabei kann die Kettenbreite individuell an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Basis dafür sind ihre vielfältigen Stegvarianten, die Kabelschlepp im 1-mm-Breitenraster mit unterschiedlichen Stegquerschnitten und in diversen Stegmaterialien sowie mit Trennstegen aus Stahl oder Kunststoff liefert. Leitungen und Schläuche lassen sich somit optimal verlegen und dabei separieren. Zur Flexibilität tragen gleichermaßen die vielen massiven Anschlusswinkel bei, die eine große Zahl an Anschlussvarianten ermöglichen. Überdies sorgt die Gelenkkonstruktion, versehen mit Mehrfach-Anschlagsystem und Spezialbolzen, für eine lange Lebensdauer der Ketten. Abgesehen davon lassen sich die Ketten durch die Kombination aus Gelenkkonstruktion und Spezialbolzen einfach verlängern und kürzen. Auch die Montage von Teilstücken auf der Baustelle wird wesentlich erleichtert. Hierzu muss man die einzelnen Kettenteilstücke nur zusammenstecken und mit den Gelenkbolzen verbinden.
Kunststoffkette für schnelle Drehbewegungen
Neben den Stahl-Energieführungsketten kommen im Drehturm des Rohrmanipulators (Pipehandling), der die Rohre beziehungsweise Bohrgestänge in die gewünschten Einbaupositionen hebt, eine Kunststoffkette des Typs KE 0900.337 zum Einsatz. Die 3240 mm lange Vollkunststoff-Energieführungskette dreht sich in rund 40 m Höhe mit dem Manipulator um bis zu 300°. Sie wurde horizontal um 90° gedreht und kreisförmig installiert. Das heißt, sie liegt auf der Seite. Die KE 0900, die sich außen und innen durch eine 90°-Drehung der Kunststoff-Rahmenstege sehr leicht und schnell öffnen lässt, wurde mit der Stegvariante RE im 16-mm-Breitenraster und mit einer lichten Kettenbreite von 337 mm ausgestattet.
Die Kunststoff-Energieführungen der K-Serie sind auch für große Zusatzlasten geeignet. Sie verfügen über ein gekapseltes, schmutzunempfindliches Anschlagsystem. In diesem Anwendungsfall ist die Kette mit Gleitscheiben ausgerüstet, die bei auf der Seite liegenden Anwendungen eine lange Lebensdauer der Energieführung sichern. Hinzu kommen ein minimierter Gelenkverschleiß, den das von Kabelschlepp entwickelte Topf-Deckel-Prinzip garantiert und fixierbare Trennstege, die vielfältige Separierungsmöglichkeiten für Leitungen erschließen.
Passgenaue Führungen für jeden Bedarf
Herrenknecht Vertical wählte Kabelschlepp als Lieferanten, weil der Hersteller der Tiefbohranlagen die Zusammenarbeit als gut im Hinblick auf Beratung, Technik, Lieferfähigkeit und Service beurteilt. „Wir profitieren von dem breit gefächerten Stahl- und Kunststoffkettenprogramm von Kabelschlepp, das optimale Lösungen für jeden Bedarf bietet. Wir setzen immer die passgenaue Energieführung abgestimmt auf die Anwendung ein. Die Breitenvariabilität der Stahlketten im 1-mm-Raster ist dabei ein wesentlicher Vorteil. So erzielen wir eine funktionsgerechte, sichere Verlegung unserer elektrischen und hydraulischen Leitungen«, so Nikodemus Heinz, Konstruktionsleiter bei Herrenknecht Vertical“.
Stahl-Energieführungen KEM 427
Kunstsstoffketten KEM 428
Hybrid-Energieführungen KEM 429
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