Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

SPWD-BUSData II

Für die unmittelbare Auswertung und Vorhersage der geologischen Verhältnisse im Vorfeld der Bohrung ist die schnelle und sichere Datenübertragung eine notwendige Voraussetzung. Dadurch werden geologische Störungen früher erkannt und eine rechtzeitige Anpassung der Bohrrichtung ermöglicht. Das Standardverfahren, die MudPulse-Technik, ist störanfällig und es werden nur Datenraten von wenigen Bits pro Sekunde erreicht. Im Projekt SPWD-BUSData wird die Machbarkeit der kabellosen, praxistauglichen und schnellen Übertragung von seismischen Daten in Geothermiebohrungen nachgewiesen. Die seismischen Daten werden dabei unter Anwendung modernster nachrichtentechnischer Methoden mittels akustischer Wellen entlang eines Bohrgestänges übertragen. Hierzu sollen die auch im Projekt SPWD (Seismic Prediction While Drilling) zur seismischen Vorauserkundung genutzten magnetostriktiven Vibratoren als akustische Quellen mit hoher Sendeleistung eingesetzt werden.
Ziel des Projektes SPWD-BUSData II ist es, die im Projekt SPWD-BUSData gewonnenen Erkenntnisse weiterzuentwickeln, um ein praxistaugliches kabelloses Verfahren zur schnellen Übertragung von seismischen Daten mittels akustischer Wellen im Bohrgestänge durch kanaladaptive OFDM-Technik zu realisieren. Dafür sind folgende Entwicklungsschritte notwendig

  • Ermittlung der informationstheoretischen Grenzen der akustischen Datenübertragung entlang des Bohrgestänges bei einem bidirektionalen Einsatz mit mehreren Aktuatoren (Sender) und Sensoren (Empfänger), Multiple In Multiple Out - MIMO
  • Weiterentwicklung des Systemkonzeptes für den Einsatz in der Datenübertragung für beide Kommunikationsrichtungen, Bidirektionalität
  • Verbesserung der Signalqualität durch breitbandige Linearisierung der Aktuatoren (Sender)
  • Testreihen von Empfangs- und Sendemodulen am Bohrgestänge-Versuchsstand mit Funktionsnachweis
  • Aufbau von batterie- und generatorbetriebenen Sende- und Empfangsmodulen für den Bohrlocheinsatz in bis zu 2000 m Tiefe
  • Bohrstrangintegration des Datenübertragungssystems und Feldtest

Die Projektpartner arbeiten gemeinsam entsprechend ihren Themenschwerpunkten an diesem Projekt:

  • Deutsches GeoForschungsZentrum – GFZ: Erreger- und Erfassungssystem, Auswertetechnik, Koordination des Verbunds
  • Fraunhofer Heinrich-Herz-Instituts - HHI:  Entwicklung, Bau und Test des Kommunikationssystems, Kanalmessungen
  • TU Bergakademie Freiberg – TUBAF: Grundlagen der Bohrtechnik, Anpassung des Systems an die Bohrerfordernisse
  • MICON GmbH & Co. KG, Nienhagen bei Celle: Konstruktion und Fertigung sowie Funktions- und Feldtest von Up- und Downlink-Feldmodul
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