Langlebig bei Dauerbelastung 1

Um den elektro-hydraulischen Antrieb in bis zu 2500 Meter unter der Erdoberfläche zu garantieren, setzt die Bauer Maschinen GmbH auf die Aeroquip-Hochleistungsschläuche von Eaton.

Der Prototyp der Tiefbohranlage TBA 300 der Bauer Maschinen GmbH wird gerade auf dem eigenen Werksgelände in Edelshausen getestet. Das Bohrloch ist bereits gut 500 Meter tief. Die Probebohrung soll die Voraussetzung dafür schaffen, dass die Werkshalle des Unternehmens mit Erdwärme beheizt werden kann. Dafür muss die TBA 300 mindestens 2500 Meter tief bohren. Für die neue Anlage ist das eine mittelschwere Aufgabe, denn mit einer Hakenlast von 300 Tonnen ist sie für Bohrungen in Tiefen bis zu 4000 und 5000 Metern ausgelegt. Um den elektro-hydraulischen Antrieb zu gewährleisten, hat sich die Bauer Maschinen GmbH für die Aeroquip-Hochleistungsschläuche von Eaton entschieden: Zusammengerechnet ist etwa ein halber Kilometer dieser sechslagigen Spiral-drahtschläuche in die Antriebsstränge eingespannt. Sie bilden gewissermaßen die Nervenstränge der Anlage. Denn ohne sie würde sich der Bohrkopf nicht drehen.

Ein Hauptstrang mit zehn Schlauchleitungen verläuft beispielsweise vom Hydraulikaggregat am Boden bis hinauf zum Drehantrieb in fast 40 Meter Höhe. Die GH466-Aeroquip-Schläuche von Eaton sind für die Anforderungen dieser Tiefbohranlage qualifiziert, sind sie doch für einen Arbeitsdruck bis zu 420 bar ausgelegt und in allen benötigten Nennweiten lieferbar. Bei der Probebohrung in Edelshausen ist der hydraulische Bohrantrieb jetzt schon wochenlang nonstop in Betrieb. Die Eaton-Schläuche sind dort rund um die Uhr einem Druck von 280 bar ausgesetzt.

Kurzzeitig viel Kraft erforderlich
Von der Qualität der in Deutschland gefertigten Schläuche konnten sich die Konstrukteure der Bauer Maschinen GmbH schon beim Einsatz in kleineren Bohrgeräten und Fräsmaschinen überzeugen. Eaton hat zudem vor drei Jahren die Reihe der Aeroquip GH466-Spiralschläuche um die Nennweite 51 [size 32] erweitert.
Das Schlauch- und Armaturendesign macht die Eaton-Schläuche für den Einsatz in einer solchen Tiefbohranlage attraktiv. Die Bauer-Konstrukteure haben einen Hybridantrieb entwickelt, um energieeffizient auf die unterschiedlichen Betriebsanforderungen reagieren zu können. Bauer-Projektmanager Ulrich Schöpf: „Um den Bohrkopf unter Suspension beharrlich Meter für Meter in die Tiefe zu treiben, ist der hydraulische Zylindervorschub ideal. Er ist schnell und verbraucht vergleichsweise wenig Energie.“
Immer dann, wenn hohe Lasten am Haken aufgehängt werden, sind starke Winden gefragt. Das ist der Fall, wenn das Bohrloch mittels Rohren gesichert werden muss.

Dann ist unter Umständen Kraft für bis zu 300 Tonnen Hakenlast gefragt, aber es geht nicht so sehr um Geschwindigkeit.  Denn bei einer Tiefbohrung ist die Kraft, mit der sich der Bohrkopf in die Tiefe vorarbeitet, gewaltig, wird aber immer nur für kurze Arbeitsphasen benötigt.

Den Felximpulstest bestanden
Projektmanager Schöpf zieht als Vergleich einen Pkw heran, wenn er den Sinn des Hybridantriebs, einer Kombination aus Winden- und Zylindervorschub, beim Tiefbohren deutlich machen will: „Wenn Sie mit einem Auto mit 500 PS ständig langsam fahren müssen, weil die Straßen verstopft sind, dann haben Sie einen extrem hohen Energieverbrauch.“ Die 500 PS seien also weitgehend verschenkt.

Die eingesetzte Hydraulikflüssigkeit ist ein Mineralöl mit Zusatzstoffen. Dass sie die nötige Langlebigkeit für eine solche Beanspruchung mitbringen, haben sie schon bewiesen. Im Hause Eaton wurden sie einem Praxissimulationstest unterzogen. „Durch den Fleximpulstest nach DIN ISO 6802 werden die Spiralprodukte extrem belastet. Dabei wird der Schlauch dem 1,3-fachen des Arbeitsdruckes ausgesetzt. Zusätzlich wird ein Schlauchende unter Druck rotierend bewegt“, erklärt Eaton-Produktmanagerin für Europa, Kristin Fiolka, den Fleximpulstest. Doch selbst bei einer so extremen Dauerbeanspruchung blieben die Schläuche dicht. „Wir halten damit die Forderung der SAE J1176 ein. Gleichzeitig erfüllen sie auch höchste Sicherheitsstandards: Ein Bersten droht erst beim mindestens Vierfachen des maximalen Arbeitsdrucks von 420 bar.“

Neben dem Hybridantrieb weist die Tiefbohranlage von Bauer noch weitere Besonderheiten auf. Ulrich Schöpf: „Der neue Prototyp hat nichts mehr mit den Standardprodukten im Tiefbohrbereich zu tun. Unsere Konstrukteure haben ihre Erfahrungen aus dem Spezialtiefbau eingebracht, in dem wir schon seit den 1960er Jahren tätig sind.“  Ein hoher Automatisierungsgrad erleichtert die Montage und bietet dem Personal ein hohes Maß an Sicherheit. Bei der TBA 300 muss kein Monteur in schwindelnder Höhe Anlagenteile zusammenbauen. Der Mast ist selbst aufstellend, wird also zusammen mit dem Mastkopf und dem Kraftdrehkopf am Boden montiert und über eine Aufstellvorrichtung automatisch in die senkrechte Position gebracht.

Für Temperaturen von -40 bis 45 Grad
Auch die Bohrbühne kann am Boden montiert und dann auf neun Meter Höhe gehievt werden. Alle Verbolzungen an der Anlage sind automatische hydraulische Verbolzungen. Vieles geht per Knopfdruck. Die kompakte Anlage kommt zudem mit einer für ihre Größe verhältnismäßig kleinen Arbeitsfläche von 23 mal 33 Meter aus.
Hauptanwendungsgebiet für die neue Tiefbohranlage mit den Aeroquip-Hochdruckschläuchen von Eaton ist die Erschließung von Öl- und Gasvorkommen.

Nach Einschätzung von Fachleuten werden dazu weltweit bis zu 600 Bohrgeräte benötigt. Die tiefe Geothermie ist ein weiterer möglicher Anwendungsbereich. Vor dem Hintergrund dieser weltweiten Anwendungen ist für Bauer auch der große Temperaturbereich von -40 bis 45 Grad wichtig, in dem die Eaton-Hochdruckschläuche leistungsfähig bleiben.

Da große Rohstoffvorkommen in Kanada und Russland liegen, müssen Bohranlagen nicht selten auch bei starkem Frost und großer Hitze arbeiten. Für extrem kalte Umgebungstemperaturen bis -55°C  bietet Eaton den Aeroquip GH466 mit einer speziellen, so genannten Bruiser-Decke an, welche den Schlauch vor extremen Abrieb schützt (GH466B).

Im Einsatz ist der 6-Spiral-Schlauch Aeroquip GH466 zudem in Hydraulikanlagen in Baumaschinen, Erdbewegungsmaschinen, Landmaschinen und im Off-Shore-Bereich. Er kann mobil oder stationär eingesetzt werden.

Technische Daten zum Eaton Aeroquip ‚GH466‘
6-Drahtlagenschlauch nach SAE100R15

  • Qualifiziert durch 2 Millionen Fleximpulszyklen (gemäß DIN ISO6802) bei Einhaltung der Leckageklasse 0 nach SAE J1176
  • Betriebsdruck bis max. 420 bar [6,000 psi]
  • Sicherheitsfaktor 4:1 (Arbeitsdruck 420 bar, Berstdruck 1680 bar)
  • Temperaturbereich von -40°C bis 120° C
  • Schlaucheigenschaften gemäß SAE100 R 15
  • Minimaler Biege-Radius gemäß DIN EN856
  • Qualifiziert mit der Aeroquip Global Spiral (ISC) Armatur:
  • hergestellt aus hochwertigem Micro Alloy Steel
  • spezielles Armaturendesign mit Trennung von Dämpfungs-, Dicht- und Greifzone
  • Wetterabdichtung am Ende der Fassung verhindert Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit
  • Innen-/Außenschälung notwendig für perfektes Zusammenspiel zwischen Schlauch und Armatur
  • Doppel O-Ring Design
  • Vorteile des GH466:
  • Maximale Flexibilität bei einem gleichzeitig hohen Betriebsdruck von maximal 420 bar
  • lange Lebensdauer durch spezielle Schlauch- und Armaturenkonstruktion
  • Leckageklasse 0 nach SAE J1176 durch selbstdichtenden Nippel.