Versuchsanlage zur Untersuchung der Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten. Sie besteht im Wesentlichen aus einem ca. 200 l fassenden Suspensionsbehälter mit Rührer zum Inschwebehalten der Feststoffpartikel, einer Kreiselpumpe, einem 4´´-Hydrozyklon sowie Messeinrichtungen. Es können verschiedene Hydrozyklone installiert werden. 

Zur Auswertung der Versuche steht ein Korngrößenanalyse-Gerät (Laser-Streulichtspektrometer Horiba LA-300) zur Verfügung.

Einsatzmöglichkeiten: 

• Untersuchung des Trennverhaltens bei Verwendung verschiedener Suspensionen 
• Untersuchung des Trennverhaltens verschiedener Hydrozyklone
• Branchenübergreifend (z.B. Bohrspülungen, natürliche Sedimente, Prozesswässer, industrielle Abwässer, Lebensmittelindustrie u.v.m.)

Technische Daten: 

• Hydrozyklon-Durchmesser = 4´´ (auch andere Zyklone möglich)
• Kreiselpumpe: max. Volumenstrom = 250 l/min, max. Druckerhöhung = 8,5 bar
• Sensoren: magnetisch-induktiver Durchflussmesser, Drucksensoren (analog oder digital) an verschiedenen Positionen

Ansprechpartner: Dr. Silke Röntzsch, 39-4312, Silke [dot] Roentzsch [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de

WiBOS (Wissenschaftliches Bohren in Sachsen) ist ein für vielfältige Forschungseinsätze speziell ausgestattetes Hydraulikbohrgerät auf Grundlage des GEO 602GT HT vom Hersteller Comacchio. An diesem Universalbohrgerät sind verschiedene Bohrwerkzeuge mit einem Durchmesser von 45 bis 360 mm einsetzbar; z. B. Drehbohrwerkzeuge, Bohrhämmer, Kernbohrwerkzeuge oder Bohrschnecken.

WiBOS ist mit zwei Kraftdrehköpfen ausgestattet, so dass sowohl hohe Drehzahlen als auch hohe Drehmomente möglich sind. Es stehen zwei Systeme für den Einsatz von Fluidspülungen zur Verfügung: Eine Exzenterschneckenpumpe (Bellin NG 800 L/P5, 250 l/min, 20 bar) für Wasser und Bohrspülungssysteme sowie ein Kompressor (CompAir C 200 TS-24, 20 Nm3/min, 24 bar) für die Bereitstellung von Druckluft. 

WiBOS hat ein Kettenfahrwerk und verfügt damit nicht über eine Straßenzulassung. Für die Umsetzung des 11 t schweren Bohrgerätes ist ein Tieflader notwendig.

Einsatzmöglichkeiten: 

• Abteufen von Forschungsbohrungen aller Art bis in eine Tiefe von ca. 200 m, geothermischen Sonden, Grundwasserbrunnen, Erkundungsbohrungen u.v.m.
• Entwicklung und Test von Bohrwerkzeugen u.a. Bohrstrangkomponenten
• Forschungsprojekte zur Analyse/Optimierung des Bohrprozesses

Technische Daten: 

• Gewicht: ca. 11 t
• Abmaße: Breite: 1,7 m, Länge: 6,5 m (mit abgelegtem Mast)
• Vorschublänge: 3 m 
• Max. Vorschubkraft: 65 kN (6,6 t)
• Max. Rückzugkraft: 95 kN (9,7 t)
• Oberer KDK:  11 – 3,6 kNm (50 – 140 rpm)
• Unterer KDK:  24 kNm (57 rpm)
• Messwerterfassung: GPS, Teufe, Strangdrehzahl, Bohrgeschwindigkeit, Spülungs- bzw. Luftdruck und -volumenstrom, Drücke im Hydrauliksystem, (Messwelle für Andruck und Drehmoment) 

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und den Freistaat Sachsen.

Ansprechpartner: Dr. Silke Röntzsch, 39-4312, Silke [dot] Roentzsch [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de

Versuchsanlage zur Untersuchung der Datenübertragung im Bohrloch, der Ausbreitung von Schall-/Druckwellen in Rohrleitungen zum Zweck der Erhöhung der Datenübertragungsrate in Bohrungen.

Der Spülungskreislauf befindet sich in der Versuchshalle des IBF. Er besteht aus PVC-Rohren und weist eine Gesamtlänge von 90,5 m auf. Beim Großteil der Rohre handelt es sich um DN 57 Rohre. Das als Spülung verwendete Wasser wird in einem Tank gespeichert und von einer im Keller befindlichen Exzenterschneckenpumpe durch den Kreislauf gefördert. Kern der Anlage ist die Pulserstrecke, in der bis zu drei Datenpulser parallel oder in Reihe installiert und betrieben werden können. Geräusche im Bohrloch können mittels eines Aktuatorsystems simuliert werden (Frequenz und Amplitude voreinander unabhängig einstellbar). Die Versuche werden mittels eines Echtzeit-Prozessors vom PC in einer Messkabine aus gesteuert und geloggt.

Einsatzmöglichkeiten: 

• Untersuchung der hydraulischen und akustischen Datenübertragung
• Untersuchung unterschiedlicher Datenpulser
• Multi-Pulser-Anordnung (parallel oder in Reihe)

Technische Daten: 

• Verfügbare Pulser: Positiv-Pulser, Negativ-Pulser, zwei Mud-Sirenen, Unterwasserlautsprecher
• Max. Volumenstrom: 40 m³/h, max. möglicher Druck im System: 6 bar
• Sensoren: Durchflussmessgerät, vier fest installierte Drucksensoren (p1 – p4), weitere Messpunkte vorgesehen (können bei Bedarf mit beliebigen Sensoren bestückt werden)
• Variable Samplerate, max. 2.000 Hz 

Ansprechpartner: Dr. Silke Röntzsch, 39-4312, Silke [dot] Roentzsch [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de

Dieser Versuchsstand ermöglicht die Messung von Widerstandskräften durch Reibung zwischen einem äußeren Rohr (Casing) und verschiedenen Einbaukomponenten (z. B. Zentralisatoren) in Abhängigkeit der verwendeten Spülung (WBM, OBM) und deren Zusätze. Aus den aufgenommenen Daten der einzelnen Versuche können Reibungskoeffizienten ermittelt und der Einfluss der Spülung einschließlich der zugeführten Zusatzstoffe heraus gearbeitet werden. Des Weiteren ist es möglich Verschleißuntersuchungen an den Einbaukomponenten und Casings durchzuführen. 

Kleinkaliber-BohrversuchsstandAnsprechpartner: Dipl.-Ing. Susann Klein, 39-2366, Susann [dot] Klein [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de

Die von der TU Dresden und dem IBF selbst entwickelte Bohranlage befindet sich in der Nähe von Freiberg in Dorfhain. Sie ist mit einer Winde (max. 10 t Hakenlast), einer Spülungspumpe (max. 1000 l/min), zwei Absetzcontainern zur Spülungsaufbereitung und der entsprechenden Steuertechnik ausgestattet. Die maximale Länge der einzubauenden Komponenten ist 9,5 m. Derzeit kann eine axiale Bewegung über den Flaschenzug realisiert werden. Eine Rotation der Komponenten ist im Moment nicht möglich. Unter der Bohranlage befindet sich ein Bohrloch, das bis zu einer Teufe von 6 m mit einem Standrohr aus Kunststoff (Durchmesser 350 mm) stabilisiert ist. In einer Teufe ab 6 m befindet sich stabiler Gneis. Es können verschiedene Tools an der Anlage/im Bohrloch getestet werden.

Ansprechpartner: Prof. Matthias Reich, 39-2491, Matthias [dot] Reich [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de (Matthias[dot]Reich[at]tbt[dot]tu-freiberg[dot]de)

Versuchsanlage zur Untersuchung der Zerspanung von Metallrohren (auch einzementiert)

Durch den modularen Aufbau können verschiedene Bohrwerkzeuge wie Drehbohrmaschinen und elektrische Bohrhämmer montiert werden. Mit der Drehbohrmaschine werden die Mechanismen der zerspanenden Probenzerstörung und mit dem elektrischen Bohrhammer die Mechanismen der schlagenden Probenzerstörung untersucht. Während der Versuche kann mit Klarwasser oder Luft gespült werden. Der Vorschub der Bohrwerkzeuge ist über eine SPS-Regelung kraft- oder geschwindigkeitsgesteuert. Außerdem findet eine Messtechnische Erfassung der Prozessdaten statt.  

Einsatzmöglichkeiten: 

• Untersuchungen zum Zerspanungsverhalten verschiedener Rohrmaterialien, sowie zur Spanform in Abhängingkeit von Vorschubgeschwindigkeit, Drehzahl und Werkzeugmaterial
• Untersuchungen zu Mechanismen spanender Gesteinszerstörung
• Untersuchungen zu Mechanismen schlagender Gesteinszerstörung 

Technische Daten: 

• Max. Probenmasse 300 kg (Gestein)
• Max. Probenabmessungen (Gestein) BxHxT: 580 mm x 845 mm x 400 mm
• Probendurchmesser Rohr: 1,9“; 2 3/8“; 2 7/8“; 3 1/2“
• Drehmoment M = 430 Nm
• Vorschubgeschwindigkeit 0...35 mm/s
• Max. Verfahrweg 320 mm
• Max. Andruckkraft 10 kN

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Susann Klein, 39-2366, Susann [dot] Klein [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de

Diese luftgelagerten Rheometer ermöglichen eine moderne Charakterisierung von Fließeigenschaften sowie die zerstörungsfreie Charakterisierung von Gelen oder thixotropen Medien. Es können Fließkurven, Viskositätskurven, Amplituden-Sweeps, Frequenz-Sweeps oder Kombinationen dieser Messmethoden gefahren werden. Auch Normalkraftmessungen sind möglich. Es stehen Zylinder-, Doppelspalt-, Platte-Platte- und Kegel-Platte-Messsysteme zur Verfügung.

Die beigestellte Druckapparatur am MCR 302 ermöglicht Rotationsmessungen bei bis zu 1000 bar 300°C.

Kontakt: Dr. Anne Tamáskovics, 39-3213, Anne [dot] Tamaskovics [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de (Anne[dot]Tamaskovics[at]tbt[dot]tu-freiberg[dot]de)

Das FANN-Viskosimeter, das Hydrometer, der Marsh-Trichter und die Retorte dienen zur Aufnahme von Kenngrößen zur Untersuchung von Bohrspülungen und Zementschlämmen nach API-Norm. 

Mit dem FANN-Viskosimeter kann die Viskosität der Bohrspülung oder Zementschlämme im Scherratenbereich von (5…1022) 1/s, sowie die Gelstärken und Thixotropie nach API bestimmt werden.

Marsh-Trichter und Hydrometer liefern die Trichterauslaufzeit nach API und die Dichte. 

Mit der Retorte können Öl-, Wasser- und Feststoffanteil einer ölbasischen Spülung bestimmt werden.

Mit der API-Filterpresse kann bei einem Abpressdruck von 7 bar die Filtratmenge nach API bestimmt werden. Ebenso steht eine HT/HP-Filterpresse zur Verfügung (Max. Temp.: 177°C, max. Druck: 82,7 bar (1200 psi)).

Die Bestimmung des Ausbreitmaßes von Zementschlämme erfolgt mit dem AzNII-Kegel.

Es können Prüfprismen zur Bestimmung der einaxialen Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit gegossen werden (4x4x16 cm).

Die Bestimmung von Abbindebeginn und Abbindeende von Zementschlämmen erfolgt mit der Nadelmethode nach Vicat.

Im Rollerofen kann eine Alterung der Bohrspülung bei erhöhter Temperatur über mehrere Stunden und gleichzeitig mechanischer Belastung erfolgen.

Mit der Kugelharfe kann die wirksame Fließgrenze von stützenden Suspensionen gemäß DIN 4126 gemessen werden. Die benötigte Probenmenge beträgt 1 l.

Kontakt: Dr. Anne Tamaskovics, 39-3212, anne [dot] tamaskovics [at] tbt [dot] tu-freiberg [dot] de (anne[dot]tamaskovics[at]tbt[dot]tu-freiberg[dot]de)