Preventer und Packer für Pumpversuche und Sanierung

im

Brunnenbau

und im Einsatz bei

Erdwärmesonden

Martin HappelDiplom Geologe

GF

Comdrill Bohrausrüstungen GmbH COMDRILL

Preventer und Packer sind technische Vorrichtungen zur Beherrschung

von Zuständen und Zustandsänderungen in Bohrungen und

Rohrleitungen. Der Bau von Brunnen und die Gewinnung von

geothermischer Energie erfordern das Eindringen in den Untergrund.

Dieser Untergrund / Baugrund besteht in aller Regel aus

Materialien / Gesteinen unterschiedlicher Festigkeiten.

Bei der Entstehung der Gesteine und bedingt durch Kräfte in der

Erdkruste prägen sich Freiräume in Form von Poren und Trennflächen

ein. In diesen Freiräumen können sich Flüssigkeiten und Gase speichern..

.

COMDRILL

Verschlossene und nicht mit der Umgebung / Oberfläche

kommunizierende Speicher stehen unter Auflastdruck der Umgebung.

Ein Anbohren solcher Druckspeicher erlaubt dem Medium ein

Entweichen über Bohrloch und Bohrgestänge nach Übertage

COMDRILL

Wassereinbruch im U-Bahn Bau

COMDRILL

Ein Preventer wäre hilfreich gewesen.

Jetzt kann nur noch ein Packer helfen.

Preventer

COMDRILL

Konstruktion und Aufbau eines

Preventers

COMDRILL

Preventer:

Kontrolle über Ringräume

und Bohrgestänge

während und nach dem

Bohrvorgang

COMDRILL

Ein Arteser-Druck von

2,6 bar kann in einem

Wohngebiet größte

Unruhe hervorrufen

COMDRILL

Preventer:

Verhinderungsvorrichtung,

damit bei laufendem oder

beendetem Bohrvorgang

angetroffenes Druckwasser /

Druckgas nicht unkontrolliert

entweichen kann und auch

bekämpft werden kann.COMDRILL

Preventer

Rohr mit

Verankerung

Druckentlastung

oder

Zementieraufsatz

Flachschieber

Gestängedichtung 1

Gestängedichtung 2

BohrgestängeCOMDRILL

Hochdruck-

preventerfür

Tiefbohranlage

150 bar

Haltedruck

COMDRILL

Preventerdimensionen

abhängig von

Einsatzzweck

Platzbedarf

Wasserdruck

COMDRILL

Hochdruckpreventer bis

150 bar

ERKUNDUNGSBOHRUNG bis 200 m voraus in der

geplanten Tunnelachse

Überdeckung 1.200 m

Druckgas- und

Druckwassererkundung beim

Spreng-Vortrieb

Gotthard-Basistunnel.Zwischenangriff Sedrun.

Hochdruckpreventer bis 150 bar.

Bohrdurchmesser 66 mm

COMDRILL

Preventer mit hydraulisch angetriebenem

Flachschieber COMDRILL

Auch das ist ein Preventer….COMDRILL

Packer

COMDRILL

Packer

Kontrollierbarer Verschluss

für

Bohrloch und Verrohrung

Oberflächennah oder bis in beliebige Tiefen

Angepasst an Durchmesser und Druck

COMDRILL

Bohrloch und Packer

Packerrohr:

Ermöglicht Einpressung

und Auslauf

Packerkörper

Packerabdichtung

Gummi / Textil

Reibung

verbessert die Anhaftung

Packerrohr mit Option:

Offen / Verschlusskappe

/ Rückschlagventil

Bohrloch / Tiefe

Durchmesser

Hydrostat. Druck

Abgedichteter

Abschnitt

Zustand der

Wandung

Glatt / Rau

Brüchig

Druck von unten

Arteser / Gas

/Injektionsdruck

vom Kopf des

Bohrlochs

COMDRILL

Mechanisch+Geringe Einsatztiefe:

0,2 m – 3 m

+Kurze Abdichtung: 150

mm

+Geringe Expansionsrate

(ca.15 %)

+Niedriger Preis

+Geringe Servicekosten

+Von Hand zu betätigen

Aufblasbar+Alle Tiefen 2 m – 1.000 m

+Lange Abdichtung 1.0 m

+Große Expansion

(ca.100%)

+Hoher Arbeitsdruck

+Erhöhter

Serviceaufwand

+ Betrieb mit Gas oder

Flüssigkeit

Auffüllbar+Alle Tiefen 0 m – 300 m

+Alle Abdichtlängen

+Fixer Durchmesser bei

hoch-reißfestem Gewebe

+Dauerhafte Abdichtung

+Füllung mit einer

Wasser-Zementmischung

+Füllen mit einer

Injektionspumpe

Typen von Packern

COMDRILL

Mechanischer

Packer

Drehbewegung der Spannmutter am

Gewinde des Zentralrohres führt über

das Druckrohr zu einer Zwängung des

Packergummis zwischen den

Druckscheiben.

Der Packergummi dehnt sich bis zu

15 % seines Ruhedurchmessers aus.

COMDRILL

Drücke und Kräfte

Bohrlochdurchmesser: 146 mm

Druck am Bohrlochkopf: 8 bar

Bohrloch soll mit einem Mechanischen Packer CMP 144 / 150 / 1000

Verschlossen werden.

Welche Kraft F wirkt auf den Packer bei p = 8 bar?

Formel: p = F / A F = p x A

Kreisfläche A bei d = 146 mm = 14, 6 cm

A = d x d /4 x pi

= 14,6 x 14, 6 / 4 x 3,1416

= 167 qcm

P = 8 bar (1 bar = 1 kp = 10 N / qcm)

F = 167 x 8 kp = 1336 kp = 13000N = 13 kN = 1,3 t !!!

COMDRILL

Mechanischer Packerfür die oberflächennahe Anwendung

Versichern Sie sich vor dem Setzen des

Packers, ob allen erwarteten Drücken

standgehalten werden kann.

Ein Arteser mit 5 bar übt in einem 5“

Bohrloch eine Kraft von 6,3 kN

vergleichbar einer Masse-Auflast von 0,63

to aus!!

Packer gegen Austrieb sichern!!

COMDRILL

Ausgetriebener Packer:

50 bar Verpressdruck tieben diesen

Packer aus einem 300 mm Bohrloch.

Dies entspricht ca. 35 Tonnen Auflast!

Die graue Verpressmasse zeigt den

Wirkbereich.

COMDRILL

Schlauchpacker

Ausdehnung auf das

Doppelte des

Anfangsdurchmessers

Bezeichnungen:

Pneumatischer Packer

Hydraulischer Packer

Blähpacker

COMDRILL

Packerzubehör

Kleinkompressor 20 bar

Pressluftflasche 50 bar/100 bar

Hochdruckhandpumpe 100 bar

200 bar

Aufblasleitung DN 4 /PN 250 bar

Einbauschlauch HDPE 32

Sicherungsseil 5 mm

Einbaugestänge

Verbinder/Übergänge

Dokumentation / Schulung /

Probeeinsatz

COMDRILL

Schlauchpacker

0 50 100 150 200 250 300 350

CSP 170/340

CSP 130/240

CSP 98(102)/195

CSP 85/185

CSP 72/120

CSP 63/105

CSP 54/120

CSP 40(42)/95

CSP 40(42)/76

CSP 30/56

CSP 24/38

Bohrloch-/Rohrdurchmesser in mm

Arbeitsbereiche der Comdrill Schlauchpacker CSP

Bohrloch Durchmesser in mm

Größenstaffelung der Packertypen Anfangsdurchmesser mal zwei = Maximaler Durchmesser

COMDRILL

Berechnung zum

Aufblasen

Beispiel: CSP 85/185

Loch- Dm: 132 mm

Tiefe: 50 m

Wassersp.: GOK / 0 m

P = Drücke in bar

P1: Aufbl. 132 mm: 3 bar

P2: Hydrostat. P: 5 bar

P3: Artesisch P: 3 bar

P4: Injektions-P: 5 bar

zusammen: 16 bar

P Sicherheit: 30%: 5 bar

P Gesamtdruck: 21 bar

COMDRILL

Rückbau von

Trinkwasserbrunnen

Doppelpacker

DCSP 255/450/1000

Sicheres Verpressen

durch kontrollierte Anlagekraft

Lange Abdichtstrecke

COMDRILL

Schlauchpacker für den Großbrunnenbau

COMDRILL

Druckluft- Füllstation

für Schlauchpacker.

Hochdruck-Kompressor befüllt

die großen 50 Liter

Vorratsflaschen mit 200 bar.

Die kleine tragbare 10 Liter

Flasche kann vor Ort zum

Spannen des Packers

eingesetzt werden.

COMDRILL

Niedrigdruck- Absperrkörper

Für oberflächennahe

Absperrungen und kurzfristige

Servicearbeiten

Bei großen Durchmessern !!

COMDRILL

Drücke bis 6 bar

Durchmesser bis 3000 mm

Expandierbare Rundprofile auf Trägerkörper

COMDRILL

Niederdruckpacker auf Trägerkörper

mit

Zentralrohr und Sensorleitungen

Drücke bis 1,5 bar !!COMDRILL

Spezialschlauchpacker

für

Havarien

COMDRILL

KoralmtunnelDruckwasserbereich angebohrt bei km 8 ab

Tunnelportal West

400 m Überdeckung = 40 bar

Marmorbänke geklüftet

wassergefüllt

Preventer an der Ortsbrust

verschliesst die

Erkundungsbohrung.

Druckwasser 105 m voraus.

COMDRILL COMDRILL

Druckwasseraustritt bis 1000 L/min bei 40 bar

COMDRILL

Einbau des Dauerverschlußpackers bei 100 Meter

Gestängepacker CSP 72/160Arbeitsdruck bei 150 mm: 15 bar

Anschluß 2 3/8“ API REG MxZ

Packer wird an geforderter Stelle mit Spülpumpendruck gesetzt.

Druckaufbau wird mit einzupumpender Kugel in passenden Sitz erzeugt

oder Gestängedurchgang ist bereits beim Einbau verschlossen.

Eine Rechts-/Links-Gewindeverbindung erlaubt das Abschrauben des

gespannten Packers vom Einbaugestänge. Der Packer dient dann als

dauerhafter Verschlußstopfen.COMDRILL

Gestängepacker

CSP 72/160

Einsatzskizze

Mit einem Bohrgestänge kann

der Packer in einen

Druckwasser führenden

Bohrlochabschnitt eingebaut

werden.

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Gewebe

Packer

COMDRILL

Gewebepacker als

Dauerverschluß in einem

Stahlrohr mit DN 125

Fülldruck: bis zu 8 bar mit Handpumpe

Gegendruck: 5 bar

Mischung: Zement / Wasser

Kolloidal. W / Z: 0,8

40 L Wasser / 50 kg Zement:

= 57 L Suspension

Spez. Gew: 1,58 kg/L

COMDRILL

Gewebepacker für

den Anbau an EWS

Arteserkontrolle

Trennen von Aquiferen

Begrenzen von

Verpressmengen

Verschliessen von

Bruchzonen

COMDRILL

Einzellängen bis 100 m

Durchmesser

38 mm - 300 mm

Gewebepacker

Textilpacker

Anleitung zum Montieren des Gewebeschlauchs an das

Erdwärmesondenbündel an beliebiger Stelle

COMDRILL

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Das Bohrloch….

….immer gut für eine Überraschung! COMDRILL

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Arteser in Wiesbaden

…und damit so eine Überraschung nicht mehr

passiert !!

COMDRILL

COMDRILL

Packer und Preventer…

wir wünschen erfolgreichen Einsatz!

Martin HappelComdrill Bohrausrüstungen GmbH

www.comdrill.de