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Preventer und Packer für Pumpversuche und Sanierung
im
Brunnenbau
und im Einsatz bei
Erdwärmesonden
Martin HappelDiplom Geologe
GF
Comdrill Bohrausrüstungen GmbH COMDRILL
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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
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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
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Wassereinbruch im U-Bahn Bau
COMDRILL
Ein Preventer wäre hilfreich gewesen.
Jetzt kann nur noch ein Packer helfen.
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Preventer
COMDRILL
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Konstruktion und Aufbau eines
Preventers
COMDRILL
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Preventer:
Kontrolle über Ringräume
und Bohrgestänge
während und nach dem
Bohrvorgang
COMDRILL
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Ein Arteser-Druck von
2,6 bar kann in einem
Wohngebiet größte
Unruhe hervorrufen
COMDRILL
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Preventer:
Verhinderungsvorrichtung,
damit bei laufendem oder
beendetem Bohrvorgang
angetroffenes Druckwasser /
Druckgas nicht unkontrolliert
entweichen kann und auch
bekämpft werden kann.COMDRILL
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Preventer
Rohr mit
Verankerung
Druckentlastung
oder
Zementieraufsatz
Flachschieber
Gestängedichtung 1
Gestängedichtung 2
BohrgestängeCOMDRILL
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Hochdruck-
preventerfür
Tiefbohranlage
150 bar
Haltedruck
COMDRILL
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Preventerdimensionen
abhängig von
Einsatzzweck
Platzbedarf
Wasserdruck
COMDRILL
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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
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Preventer mit hydraulisch angetriebenem
Flachschieber COMDRILL
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Auch das ist ein Preventer….COMDRILL
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Packer
COMDRILL
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Packer
Kontrollierbarer Verschluss
für
Bohrloch und Verrohrung
Oberflächennah oder bis in beliebige Tiefen
Angepasst an Durchmesser und Druck
COMDRILL
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Schlauchpacker
Ausdehnung auf das
Doppelte des
Anfangsdurchmessers
Bezeichnungen:
Pneumatischer Packer
Hydraulischer Packer
Blähpacker
COMDRILL
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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
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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
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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
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Rückbau von
Trinkwasserbrunnen
Doppelpacker
DCSP 255/450/1000
Sicheres Verpressen
durch kontrollierte Anlagekraft
Lange Abdichtstrecke
COMDRILL
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Schlauchpacker für den Großbrunnenbau
COMDRILL
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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
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Niedrigdruck- Absperrkörper
Für oberflächennahe
Absperrungen und kurzfristige
Servicearbeiten
Bei großen Durchmessern !!
COMDRILL
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Drücke bis 6 bar
Durchmesser bis 3000 mm
Expandierbare Rundprofile auf Trägerkörper
COMDRILL
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Niederdruckpacker auf Trägerkörper
mit
Zentralrohr und Sensorleitungen
Drücke bis 1,5 bar !!COMDRILL
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Spezialschlauchpacker
für
Havarien
COMDRILL
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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
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Druckwasseraustritt bis 1000 L/min bei 40 bar
COMDRILL
Einbau des Dauerverschlußpackers bei 100 Meter
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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
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Gestängepacker
CSP 72/160
Einsatzskizze
Mit einem Bohrgestänge kann
der Packer in einen
Druckwasser führenden
Bohrlochabschnitt eingebaut
werden.
COMDRILL
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Gewebe
Packer
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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
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Gewebepacker für
den Anbau an EWS
Arteserkontrolle
Trennen von Aquiferen
Begrenzen von
Verpressmengen
Verschliessen von
Bruchzonen
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Einzellängen bis 100 m
Durchmesser
38 mm - 300 mm
Gewebepacker
Textilpacker
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Anleitung zum Montieren des Gewebeschlauchs an das
Erdwärmesondenbündel an beliebiger Stelle
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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 !!
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Packer und Preventer…
wir wünschen erfolgreichen Einsatz!
Martin HappelComdrill Bohrausrüstungen GmbH
www.comdrill.de