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Die Tiefenbohrung bzw. Erdwärmesondenbohrung

Tiefenbohrung mit einem Druchmesser von 140 mm

Die Erdwärmebohrung bzw. Erdwärmetiefenbohrung im eigentlich Sinn:

Das Abteufen der Erdwärmesondenbohrungen erfolgt mit neuester Technik im sogenannten Imlochhammer-Bohrverfahren mit Luftspülung (bei Festgestein) oder Direktspülverfahren mit Wasserspülung (bei Sedimentgestein).

Der Bohrlochdurchmesser beträgt in der Regel 140 mm. Die oberen Gesteinsschichten (Lockergestein) werden durch eine Hilfsverrohrung vor dem Zusammenbrechen geschützt. Die Bohrlochtiefen sowie die Anzahl der Bohrungen sind vom Energiebedarf und den geologischen Bedingungen am Standort abhängig. Meist werden Bohrlochtiefen bis 100 m angestrebt. Es sind aber auch Bohrtiefen bis 250 m möglich.

Technische Beschreibung der Tiefenbohrung bzw. Erdwärmesondenbohrung:

Erdwärmesonde "Doppel U"

System: Sole Tiefenbohrungen
Sonde: Einfach-U-Sonde, d = 40 mm, Doppel-U-Sonde, d = 32 mm

In einem Bohrloch mit einem Durchmesser von 140 mm werden PE-Rohre mit einem Außendurchmesser von 40 mm (Einfach-U-Sonde), bzw. 32 mm (Doppel-U-Sonde) und einer Druckfestigkeit von 16 bar eingesetzt.

Je Bohrloch sind 1 Vorlauf- und 1 Rücklaufrohr (Einfach-U-Sonde), 2 Vorlauf- und 2 Rücklaufrohre (Doppel-U-Sonde) vorgesehen. Diese sind am tiefsten Punkt mit dem Sondenkopf zur Umkehrung der Rohrleitung versehen. Die Tiefensonde inkl. Sondenkopf wird werkseitig hergestellt und dort einer Druck- und Durchflussprüfung mit dem 1,5fachen Nenndruck unterzogen. Die Rohre werden sonst ohne jegliche Verbindung im Erdreich verlegt.

Das Bohrloch wird nach Einbringung der Sonde von unten nach oben mit einer Suspension verfüllt und verpresst. Die einzelnen Kreise werden in einem Verteiler gesammelt, sodass jeder Kreis im Vor- und Rücklauf absperrbar ist.

Vor Befüllung mit der Sole wird der gesamte Solekreislauf einer Druckprobe unterzogen. Diese erfolgt mit reinem Wasser oder Luft und einem Prüfdruck von mindestens 6 bar. Das Wasser bzw. die Luft wird dann durch Sole (-15°C) ersetzt und die Druckprobe wiederholt (6-bar Überdruck, Dauer 1 Stunde,
maximaler Druckabfall 0,1 bar).

Schematische Darstellung eine Tiefenbohrung bzw. Erdwärmesondenbohrung

Die Inbetriebsetzung und Inbetriebnahme erfolgt ausschließlich von befugtem Personal!

Der Betreiber wird in die für die Bedienung notwendigen Tätigkeiten eingewiesen. Die Anlage muss nicht gewartet werden und bietet ein Optimum an Sicherheit für eine umweltfreundliche Nutzung der Erdwärme.      

Präzisierung zur technischen Vorgehensweise bei der Herstellung von einfachen U-Sonden:
Die Herstellung des Bohrloches erfolgt mittels Spülbohrung und/oder in Festgestein mittels Hammerbohrung mit einem auf die Erdwärmesonden abgestimmten Durchmesser von 140 mm.

Beim Niederbringen der Bohrungen werden ausschließlich Spülungsmaterialien und solche Zusätze verwendet, welche das Grundwasser nachweislich qualitativ nicht beeinträchtigen.

 

 
Falls ein oder zwei Grundwasserleiter angetroffen werden, wird eine Hilfsstützverrohrung miteinge-
bracht, sodass während der Bohrarbeiten keine Vermischung von Grundwasserleitern erfolgen kann.

Nachweise in Form von Umweltverträglichkeitsattesten werden bei Bedarf beigebracht. Nach Erreichen der jeweiligen Endtiefe wird unmittelbar nach Ausbau des Bohrgestänges die Erdwärmesonde in das Bohrloch eingebracht und der Hohlraum zwischen Sonde und umliegendem Gebirge ausinjiziert. Die Erdwärmesonde besteht aus einem geschlossenen Kreislauf.

Das Sondenmaterial ist aus hochwertigem Polyethylen gefertigt und weist je nach Sondendurchmesser verschiedene Wandstärken (3,7 mm) auf. In der Mitte (zentrisch) wird ein Injektionsrohr mitgeführt, durch welches von unten nach oben mittels einer Suspension injiziert wird. Die Injektion wird im Mischungsverhältnis mit 1400 kg Duritherm und 500 lt. Wasser pro m³ angemacht. Dichte des Verpressmateriales: 1,62g / cm³.

Mit einer Injektionspumpe wird das Injektionsgut verpresst. Damit werden die Hohlräume zwischen Sonde und Gebirge vollständig mit Suspension ausgefüllt. Anschließend wird das Injektionsrohr
sowie die Hilfsstützverrohrung sukzessive zur Gänze gezogen. Mit diesem Verfahren wird die Wegsamkeit von allfälligem Wasser zwischen unterschiedlichen Grundwasserhorizonten dauerhaft vollends abgedichtet.

Bei den eingesetzten Injektionsmitteln bzw. Spülungsmitteln handelt es sich keinesfalls um grundwassergefährdende Stoffe. Derartige Suspensionen werden ebenso im konventionellen
Tiefbau bei der Durchörterung von Grundwasserleitern (z. B. bei Schmal- und Schlitzwänden,
Pfahl- und Pegelbohrungen) verwendet.

Lesen Sie mehr zu den Referenzen für Erdwärmebohrung bzw. Tiefenbohrung!