Taggarkiv: borrteknik

Ett tekniksprång som gav branschen ny fart

/0 Kommentarer

Det senaste riktigt stora tekniksprånget inom borrning, Odex, kom redan i början av 1970-talet. Anders Olsson, nestor inom framför allt kärnborrning, anar nu nästa revolution – men då handlar det om mätning.

Anders Olsson minns både tiden före Odex och det enorma genomslag på borrbranschen som metoden fick när den lanserades under tidigt 1970-tal.
– Före Odexmetoden drev man ju foderrör genom att rotera och eller slå ner dem. Stötte man på sten fick man försöka spränga sönder dem.  Det var otroligt tidskrävande och slitsamt att borra så.
Med Odex kom ett system med DTH-hammare med en excentrisk krona, som borrade ett så pass stort hål att den samtidigt kunde dra med sig foderröret ner i hålet. När man sedan vände till vänsterrotation fälldes excentern in och hammaren drogs upp genom foderröret.

Anders Olsson förklarar borrhålsmätning med nordsökande gyro.Foto: Jörgen Olsson

– Det var ju en revolution, såklart. Men jag minns att många tyckte att det var lite suspekt. Borrbranschen var väldigt konservativ på den tiden.

Blev snabbt standard

Snart kom emellertid flera varianter på metoden och det tog inte lång tid innan den blev standard.
– Det som tidigare tagit dagar kunde nu göras på några timmar, plus att man kunde ta sig fram i alla sorters formationer. Vad den excentriska borrningen har betytt för effektivitet och lönsamhet i branschen går knappast att överskatta, summerar Anders Olsson.

Ny teknik inom kärnborrning

Inom sitt eget specialområde, kärnborrning, ser han nu hur tekniken raskt går framåt.
– Det rör sig om nya sätt att mäta borrhålens avvikelse, metoder för snabbare överföring av information till geologen eller bergmekanikern samt nya metoder för att korrigera borrhålets bana så att det träffar ett förutbestämt målområde.
Det är tack vare den snabba utvecklingen av gyron och system för överföring av data direkt från borrplatsen till de personer som fattar beslut om borrhålets fortsättning, samt nya styrbara kärnrör och mudmotorer, som detta gjorts möjligt.

Från veckor till dagar

Gyrona ersätter de gamla optiska och mekaniska metoderna för borrhålsmätning och utvecklingen av nya och mer exakta styrbara borrverktyg ersätter mekaniska borrhålskilar.
Att krökmäta ett djupt borrhål, utvärdera resultaten, kommunicera med den ansvariga konsulten eller geologen samt att eventuellt justera borrhålets bana kunde tidigare ta en vecka eller mer i anspråk. I dag är det möjligt att göra samma sak på några dagar.

Även vid brunnsborrning

De nya så kallade nordsökande kontinuerliga MEMS-gyrona kan kanske även vara intressanta vid borrning för geoenergi, menar Anders Olsson
– Med ett sådant gyro kan man mäta inuti DTH-borrör som har en slät insida. Borrhålen måste dock luta minst 10° från vertikalen. Det är då fullt möjligt att krökmäta borrhålet med en hastighet av upp till 100 meter per minut.

Text: Jörgen Olsson

Mincon i framkant av teknikutvecklingen inom borrning

/0 Kommentarer

Mincons nya 24-tumshammare. Foto: Mincon.

Det irländska företaget Mincon är en välkänd aktör i Sverige. De traditionellt gula och ljusblå produkterna på den nordiska borrmarknaden har de senast 15 åren fått se sig ersättas av andra färger. De mörkblåa har varit framgångsrika. Inte utan anledning.

– Mincon har lagt ner kolossalt mycket kraft på forskning och utveckling på produkter till den nordiska borrindustrin. Det är en stark borrmarknad här och från irländskt håll har man tidigt insett potentialen, säger John Gøytil, från Mincon.

Mincon bedriver en löpande utveckling. Man vill verkligen ligga först. Den hammare man nu har är populär och har fungerat väl. Men bolaget kommer inom de närmsta månaderna att släppa en ny hammarserie. Fokus är på att med samma luftflöde genom hammaren, åstadkomma en högre penetrationshastighet.

Inom utvecklingen på kronsidan har Mincon lagt ner stora resurser på att hitta en krona som passar den nordiska borrtekniken.

– För några år sedan var vi långt ifrån den produkt som vi i dag säljer. Vi känner att vi har hittat rätt och den går mycket bra, men är också ett resultat av en hård satsning där design, stiftens fastsättning och geometrin är noggrant beaktade.

Utvecklar hela systemet

John Gøytil pratar engagerat om utveckling, eller kanske snarare brist på utveckling inom borrbranschen.

– Man måste se det som ett system. Kombinationen mellan operatör, borrör, hammare och krona måste fungera hela vägen. Om den ena delen brister, får det långtgående konsekvenser för systemets verkningsgrad.

Hittills är det få som har arbetat med utveckling genom hela systemet. Det är en av anledningarna till att Mincon för några år sedan satsade på att införliva borrörstillverkning i produktfloran. Tillverkningen ligger i värmländska Sunne (Driconeq Production AB), och Johan Åhs som är Global Product Manager, verifierar Johns systemtankar.

– Genom att förbättra rören och se till att de håller mindre luft, har borrsystemet förbättrats i prestanda. Företagaren får lägre dieselförbrukning, snabbare igångsättning av hammaren vid stångbyte och lägre ljudnivåer när de använder borrör som eX-Flow, som är vårt registrerade varumärke, säger Johan Åhs.

Vill utbilda borrarkåren

Johan Åhs pekar på att de framtida borrören kommer att förbättra arbetsmiljön genom att väga mindre och de kommer också att vara än effektivare. Det senare kommer av avancerade flödesanalyser som bolaget nu arbetar med. John Gøytil spanar om att inom några år finns det kronor som i den nordiska geologin bibehåller dimensionen ner till cirka 350 meter, något som ur många perspektiv är värdefullt.

– Sen vill vi gärna fortsätta med att utbilda borrarkåren. Det är också en viktig ingrediens, säger John Gøytil, som gärna hade sett fler animationer som bra förklarar funktionerna i processen.

Både John Gøytil och Johan Åhs pekar på vikten av att ha platser med känd geologi när man utför sina tester. Det är något man normalt inte har tillgång till.

– Det hade varit värdefullt att kunna ha tillgång till, avslutar John Gøytil.

Text: Johan Barth
Foto: Mincon

Teknikutveckling inom borrning med framtidsfokus

/0 Kommentarer

Mats Holm är utvecklingsansvarig för verktyg på Sandviks affärsområde Exploration. Foto: Sandvik.

Sandvik är en av de större leverantörerna till den svenska borrningsbranschen. Vad arbetar man just nu med på forsknings- och utvecklingsavdelningen – och vilken är ”dröminnovationen”? Borrsvängen har kollat läget.

Mats Holm är utvecklingsansvarig för verktyg på Sandviks affärsområde Exploration, som alltså huvudsakligen ägnar sig åt maskiner och verktyg för prospekterings- och gruvindustrin.

– När det gäller rör och kronor händer det kanske inte så väldigt mycket. Mycket är standardbundet och det som sker handlar huvudsakligen om materialförbättringar, säger han.

Den stora utvecklingstrenden handlar i stället om säkerhet och arbetsmiljö.

– Vi har till exempel tagit fram ett helt nytt rörhanteringssystem för gruvmaskinerna, som just nu implementeras tillsammans med LKAB i Kiruna. Det systemet knyter vi stora förhoppningar kring.

Mer och mer digitaliseras

I linje med viljan att skapa bättre arbetsmiljö kring borrningen ligger också utvecklingen av datoriserade system, säger Mats Holm:

– Vi rör oss helt klart mot mer och mer datoriserade miljöer. Ett exempel på det är att vi går från manuellt hanterad till datoriserad reglering av ventiler för justering av borrtryck, vattentryck och vattenflöde. Det är relevant även för brunnsborrare.

Nästa stora kliv?

När det gäller det längre perspektivet då? Finns det nya, stora tekniksprång att ta och vilka skulle de i så fall kunna vara?

– Jag ser väl inget nytt språng i närtid, men det kommer säkert. Man kan tänka sig att hela borrförloppet förr eller senare är helt datoriserat och automatiserat.

– En dröm, som jag tror att alla borrare och utvecklare har, är att kunna byta borrkrona utan att behöva lyfta upp strängen. Det skulle vara ett verkligt kliv framåt. Jag tror att det är möjligt på sikt och vissa försök har gjorts, men hittills har det stupat på hållfastheten.

Johan Bergqvist är produktchef för hammarutvecklingen på Sandvik. Foto: Sandvik.

Mer effektiv hammare

På DTH-sidan hos Sandvik är Johan Bergqvist produktchef för hammarutvecklingen.

– En ständig utmaning är att göra hammarna mer energieffektiva. Man stoppar in oerhört mycket energi, men får egentligen inte ut så mycket.

– Därför jobbar vi mycket med effektivisering, till exempel när det gäller luftförbrukningen som ju har en direkt koppling till dieselförbrukningen. Här har vi nyligen släppt en ny hammare, RH560, som har mellan 10 och 15 procent bättre prestanda när det gäller luftförbrukningen. Kombinerad med en flödesstyrd kompressor kan man minska dieselförbrukningen ungefär lika mycket.

Den nya hammaren har till exempel ingen fotventil, vilket gör den mer luftsnål.

– Vi jobbar mycket med att öka borrsjunkningen, för att spara tid och pengar i borrningen. Det handlar dels om luftförbrukningen men också om olika toleranser i hammaren och att optimera timingpunkterna.

Oljefri hammare på önskelistan

Sandviks nya hammare
RH560 kom i höstas. Foto: Sandvik.

Sandvik är nu på gång med en hammare som med prestanda att hantera vattenflöde och mottryck för att utan problem ta sig ner till 350 meter och djupare.

­– På önskelistan över uppfinningar står ju en oljefri hammare, för miljöns skull. Jag kan idag inte riktigt se hur det skulle gå till, men det handlar ju om att tänka utanför boxen, säger Johan Bergqvist.

Text: Jörgen Olsson

Fotnot: Borrsvängen har utan framgång sökt representanter för Atlas Copco/Epiroc för intervjuer om deras pågående arbete inom forskning och utveckling.

 

Blixtrande borrning på gång i Tyskland

/0 Kommentarer

Två universitet i Tyskland utvecklar sedan några år tillbaka en helt ny borrteknik, EIT, där starka, elektriska stötar används istället för traditionella borrkronor. Lyckas man kan det minska kostnaden väsentligt vid framför allt djupborrning för geotermi.

Vid borrning med elektropuls skickas 25 blixtar på vardera 600 000 volt i sekunden ner i
berget med hjälp av en borrkrona som byggs upp kring två elektroder med olika laddningar. Foto: Detlev Müller, TU Bergakademie Freiberg.

EIT står för Electric Impulse Technology och utvecklas av Tekniska Universitetet Bergakademie i Freiburg och Tekniska Universitetet i Dresden. Tekniken går i korthet ut på att generera mycket kraftiga elektriska impulser, i princip blixtar, för att krossa berg.

Hösten 2017 kunde forskarna lämna laboratoriet och för första gången testa tekniken i verkliga förhållanden med en borrigg man själva konstruerade.

Vid borrning med elektropuls skickas 25 blixtar på vardera 600 000 volt i sekunden ner i berget med hjälp av en borrkrona som byggs upp kring två elektroder med olika laddningar. Trycket och temperaturen som uppstår av blixtarna krossar berget och fraktionerna leds bort med hjälp av en icke-ledande borrvätska. Tekniken är särskilt lämpad i kristallint berg som granit och gnejs.

– Den fungerar även i sandsten och andra mjukare bergarter, men där är konventionell borrteknik mycket snabbare, säger Matthias Voigt, forskningsassistent på Tekniska Universitetet i Dresden.

Borrkronan som genererar blixtar på 600 000 volt. De vita ”tänderna” längst ut på borrkronan är elektroder med högspänning, de svarta ”tänderna” emellan är jordade elektroder. Mellan dessa krossas berget med hjälp av kraftiga elektriska impulser (blixtar). Foto: Detlev Müller, TU Bergakademie Freiberg.

Intressant vid geotermi

Den stora vinsten med elektropuls är att inga rörliga, mekaniska delar används. Inga borrkronor behöver bytas ut under borrningen vilket sparar mycket tid och pengar. Ju djupare borrning, desto mer tid och fler borrkronor sparas, varför tekniken kan bli intressant vid geotermiprojekt där man borrar flera kilometer ner i berget. På dessa djup kan ett byte av borrkrona ta upp mot ett dygn.

Men det finns utmaningar. Alla ingående delar i en elektropulsrigg måste klara temperaturer på upp till 200 grader Celsius och ett tryck på 1 000 bar.

– Vi vill också kunna använda vatten eller vattenbaserad slurry istället för oljebaserad, då det är mer miljövänligt. Men det ställer högre krav på tekniken, förklarar Matthias Voigt.

Nya fältborrningar 2019

Lyckas man få fram en borrigg som klarar verkliga förhållanden fullt ut tror forskarna att elektropulstekniken ska kunna borra med dubbel hastighet i kristallint berg jämfört med konventionell teknik.

– Vi är dock inte ute efter att ersätta konventionell borrningsteknik. Vi vill utveckla en ny teknik som kompletterar och utökar antalet verktyg man kan använda.

På illustrationen är högspänningselektroderna
gröna och de jordade
elektroderna röda. Den vita delen är isolator. Illustration: TU Dresden.

Det senaste året har forskarlaget genomfört laboratorietester för att bättre förstå hur tekniken fungerar, inte minst vad som sker under det höga trycket. Under 2019 kommer nya fältborrningar att genomföras.

– Vi hoppas nå goda resultat under året för att kunna ta nästa steg i utvecklingen, som är att anpassa tekniken till en kommersiell rigg. Men det ligger nog fem till tio år fram i tiden innan EIT går att använda kommersiellt, konstaterar Matthias Voigt.

Enligt forskarna har geotermisk energi potentialen att försörja Tyskland med landets totala behov av el och värme de kommande 10 000 åren. Målet med EIT är att göra borrningen billigare och därmed minska investeringsrisken. På så sätt hoppas forskarna bidra till att göra geotermisk energi till en bärande förnybar energikälla som samtidigt kan användas som reglerkraft i ett energisystem där elproduktionen varierar från dag till dag.

Text: Lars Wirtén

Den här videon visar tydligt blixtarna och hur berget krossas:

 

25-årsjubel i Holmsund

/0 Kommentarer

Brunnsborrarna Rehn & Sjöberg i Holmsund fyller 25 år i år. Firmans första kvartssekel firades med att innehavarna sedan starten, Tomas Rehn och Jörgen Sjöberg, tog med sig alla anställda på resan till den stora borrmässan GeoFluid i Piacenza i Italien första helgen i oktober.

– I övrigt blir det inte något särskilt firande. Det är väldigt mycket jobb nu, säger Tomas Rehn till Borrsvängen.

Fr v Tomas Rehn och Jörgen Sjöberg på
plats i Italien.

Företaget startade genom att Tomas och Jörgen köpte upp utrustningen från ett konkursat borrföretag där Tomas jobbat.
– Från början var det enbart vattenbrunnsborrning. Under 90-talet kom energiborrningen och sedan har vi breddat oss ytterligare genom entreprenad- och anläggningsborrning för Botniabanan.
Även ett fjärde verksamhetsfält är på väg att öppnas.
– Det är undersökningsborrning, som vi börjat lite med och som jag tror kommer att växa, säger Tomas Rehn.
Borrsvängen gratulerar jubilaren Rehn & Sjöberg och önskar lycka till de kommande 25 åren!

Geotec på Geofluid i Piacenza

/0 Kommentarer

Den 4-7 oktober arrangerade Geotec en mässresa till Geofluid-mässan i Piacenza, Italien. Mässan har anordnats vartannat år sedan 1978 och firade i år sitt 40-årsjubileum.

Där samlas leverantörer och entreprenörer som arbetar inom brunns- och grundläggningsborrning, geoenergi, geoteknik och geofysiska undersökningar. Utställningsytan är cirka 12 000 kvadratmeter utställningsyta inomhus och 18 000 kvadratmeter utomhus. Här samsas borriggar, kompressorer och betongpumpar för återfyllning av borrhål med borrhammare, brunnsfilter, borrhålssonder, georadarutrustning för att nämna en del. Att fredagen bjöd på strålande solsken och 25 grader varmt hjälpte till att hålla stämningen på topp medan nyfikna besökare kryssade mellan de olika utställarna.

Över åren har mässan gått från att framför allt vara en nationell företeelse till att locka fler och fler internationella besökare och utställare. Förra gången, 2016, lockade mässan fler än 10 500 besökare, varav 75 procent var italienare och resterande 25 procent kom från 83 olika länder. Det återstår att se hur årets fördelning blev, men med en delegation på omkring 50 personer var Geotec väl representerat.

Lauri Vannas (tv) är ny kontaktperson på GWE, här med Geotecs Johan Andersson. Foto: Joalim Hjulström

”Svenska” leverantörer visade upp sig

Bland de leverantörer som verkar i Sverige syntes bland andra Mincon, Muovitech, Eurodrilling center (återförsäljare för Comacchio) och GWE German Water and Energy group.
Muovitech visade upp sitt nya system för övervakning av borrhålslager. Varje slinga förses med en temperaturgivare som sedan kan avläsas via olika gränssnitt, exempelvis en app. Att se temperaturen i varje kollektor möjliggör snabb och effektiv injustering, samt övervakning och provning av funktion.
I GWEs monter visade Lauri Vannas med kollegor upp bland annat produkter för vattenbrunnar och grundvattenövervakning. Företaget säljer även en stor mängd andra produkter för geoenergisystem och borrning.
Förutom besök på mässan fick deltagarna njuta av en guidad tur genom Milano. Dessutom besök och middag på vingården il Mosnel samt en båttur på Como-sjön med strandhugg och middag i byn Bellaggio.

Text: Joakim Hjulström

Riksriggen testar borrparametrar

/0 Kommentarer

I skånska Hörröd har ett grustag blottlagt urberget och därför valdes den platsen för borrningarna. Foto: Riksriggen

Lunds universitets forskningsrigg för djup kärnborrning, Riksriggen, har under hösten borrat i skånska Hörröd. Syftet är att se vilken inverkan på borrkronan olika parametrar har.

Riksriggen borrade tre olika 130 meter djupa borrhål. I det första borrhålet användes de rekommenderade parametrarna för rotation och sjunkhastighet. I det andra borrhålet ökades sjunkhastigheten betydligt, samtidigt som rotationen var lägre. I det tredje slutligen användes mer moderata inställningar i form av lägre sjunkhastighet och högre rotation jämfört med rekommenderade parametrar. För varje borrhål användes helt nya borrkronor.
– Studenter i Uppsala kommer i vår att studera diamanterna i mikroskop för att bedöma slitaget på borrkronorna som en del i deras exjobb, säger Jan-Erik Rosberg som är föreståndare för Riksriggen.

Hur påverkas slitaget?

Ett annat exjobb kommer att studera hur geologin har påverkat slitaget, genom att titta på borrkärnorna och korrelera med slitaget på borrkronorna, samt med det kontinuerligt registrerade borrförloppet.
– Våra borrningar gav också möjlighet för personal på Atlas Copco att komma till borrplatsen och träna sig på riggen. Även studenter som går en kurs i fältundersökningsmetodik kunde komma ut och studera borrning i fält, förklarar Jan-Erik Rosberg.

Berget blottat

Hörröd, som ligger söder om Kristianstad på Linderödsåsen, valdes på grund av det grustag som finns på orten och där urberget på några ställen ligger blottat vid ytan.
– Vi ville absolut inte borra i jordlagren utan kunna borra uteslutande i hårt berg. I ett grustag stör vi dessutom inte omgivningen, så Hörröd var perfekt. Där är berget dessutom av bättre kvalitet än runt Lund, där det är mer uppsprucket.
Jan-Erik Rosberg hoppas att resultatet av borrningarna ska kunna appliceras av branschen genom att möjligen kunna optimera slitage och hastighet bättre genom använda optimala borrparameter och inställningar.
– Det är en kombination av att kunna borra snabbare och slippa byta borrkronor lika ofta och samtidigt få en hög kärnåtervinning. Där kan man spara mycket tid och därmed pengar.

De fortsätta djupborrningarna

Analyserna från Hörrödsborrningarna kommer troligen vara klara i början av sommaren 2018.
Framöver hoppas Jan-Erik Rosberg kunna få ihop finansiering till några grundvattenrelaterade projekt för att undersöka framtida akvifärer, samt inte minst att kunna göra en fortsättning på Åreborrningen 2014, då Riksriggen borrade ner till 2 496 meter.

Text: Lars Wirtén

Riksriggen

• I november 2009 tilldelades Teknisk Geologi, Lunds universitet, ett anslag från Vetenskapsrådet på 25,8 miljoner kronor för att bygga upp en nationell forskningsinfrastruktur för djup kärnborrning. Den nationella infrastrukturen ska vara en resurs för forskare från universitet, högskolor och andra organisationers forskningsverksamhet, enligt vetenskapsrådets föreskrifter.
• Under åren 2010 till 2012 pågick ett intensivt upphandlingsarbete för att införskaffa och bygga upp verksamheten, som nu går under namnet Riksriggen. I april 2014 tilldelades Teknisk geologi och Riksriggen ett driftsbidrag från Vetenskapsrådet.

Hörrödsborrningarna

• Tre borrhål, cirka 130 meter djupa.
• Borrningen utfördes med dimension N, håldiameter 75,7 mm, kärndiameter 47,6 mm.
• Dominerande bergart i området är en finkornig ortognejs.
• Borrningarna ingår i det EU-finansierade infrastrukturprojektet I-EDDA.
• Borrningarna utfördes som ett samarbete mellan Lunds och Uppsala universitet, RISE, LKAB och Atlas Copco.