Results of the EU H2020 project ThermoDrill - Contribution of rock mechanics to the utilization of geothermal energy / Ergebnisse aus dem EU-H2020-Projekt ThermoDrill - Ein Beitrag der Felsmechanik zur effizienteren Gewinnung geothermischer Energie

The urgent need to speed up the process of reducing CO2 emissions, as well as to stimulate the production and use of renewable energy demands sophisticated technologies to reach these goals. By developing an advanced drilling technology, the EU H2020 project ThermoDrill set itself the target to make the utilization of geothermal energy more economical. The new drilling technology is based on the combination of rotary drilling and high-pressure fluid jetting. Rock mechanics largely contributes to the achievement of the common purpose of the project. Especially the investigation of the rock destruction process due to the combined hydraulic and mechanical impact plays a major role. The results are based on extensive experimental research concerning rock fracture under varying conditions. Additionally, various methods of crack detection are applied to identify the underlying mechanisms of the drilling technology. As a result, the specifications of the developed prototypes are to a considerable amount based on the rock mechanical findings. The huge potential of the advanced drilling technology is supported by the results of laboratory tests and field tests.
Die Notwendigkeit, Emissionen von Treibhausgasen rasch zu reduzieren sowie erneuerbare Energieformen stärker zu nutzen, führt verstärkt zur Nachfrage nach revolutionären Technologien. Das EU H2020 Projekt ThermoDrill hat sich daher die wirtschaftliche Nutzbarmachung geothermischer Energie durch die Entwicklung einer fortschrittlichen Bohrtechnologie zur Aufgabe gemacht. Diese basiert auf einer Kombination des bewährten Drehbohrverfahrens mit Hochdruckwasserstrahlschneiden. Bei der erfolgreichen Umsetzung des Projekts spielten felsmechanische Aspekte eine wichtige Rolle, im Besonderen die detaillierte Untersuchung des Gesteinslösemechanismus zufolge kombinierter hydraulischer und mechanischer Einwirkungen. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen zum Bruchverhalten von Gestein unter verschiedenen Einwirkungen und Umgebungsbedingungen bilden die wissenschaftliche Grundlage. In Kombination mit verschiedenen Methoden zur Rissdetektion konnten maßgebliche Erkenntnisse hinsichtlich der Wirkungsweise der Bohrtechnologie erzielt werden. Diese Erkenntnisse flossen direkt in die Entwicklung der Prototypen ein und haben maßgeblich deren Spezifikationen beeinflusst. Laborversuche in verschiedenen Maßstäben und erste Feldversuche zeigen das große Potenzial dieser Bohrtechnologie.