Spider Plug

Gelegentlich versagen herkömmliche Vorrichtungen und Technologien wenn es gilt, großkalibrige Kavernenhälse abzusperren. In solchen Fällen kann der von der UGS entwickelte Spider Plug Abhilfe schaffen.

Der Spider Plug bildet im Allgemeinen das mechanische Widerlager zum Aufbau einer Basisbrücke aus verschieden fraktionierten Schüttgütern, welche in der Regel von der groben zur feinen Körnung eingebracht werden. Im Anschluss erfolgt der Aufbau einer hydraulischen Sperre in Form einer oder mehrerer Zementbrücken. Je nach Anforderung ist auch die Verwendung von chemischen Zusätzen wie Washern, Umbenetzer, Spacern und Füllstoffen (z. B. Granulat) bzw. Dichtstoffen (z. B. Kunstharz) möglich.

Im Auftrag der UGS GmbH wurden dazu beim Fraunhofer IAP und bei der TU Freiberg umfangreiche Versuchsreihen zur Optimierung der hydraulischen Absperrung durchgeführt. Für die Durchführung von Reparaturarbeiten an Speicherbohrungen ist es häufig erforderlich, die Bohrung gegen den eigentlichen Speicherraum abzusperren. Das kann sich als sehr problematisch erweisen, wenn es sich um eine Speicherkaverne im Salzgestein handelt, bei der der Kavernenhals ein sehr großes Kaliber aufweist oder wenn das Salz im Hals scharfkantig ausgebildet ist.

Der Einsatz herkömmlicher Absperrtechnologien ist in diesen Fällen mitunter nicht möglich. Hier kann der Spider Plug Abhilfe schaffen.

Was ist ein Spider Plug?

Der Spider Plug ist eine von der UGS GmbH entwickelte und patentierte, mechanische Absperrvorrichtung, die auf dem Prinzip des Hohlraumdübels basiert. Ein solcher Dübel hat in der Regel nur wenige Millimeter im Durchmesser. Im eingeschraubten Zustand erreichen dessen aufgespreizte Finger einen Durchmesser, der ein Vielfaches des ursprünglichen Wertes beträgt. Dieses Prinzip wurde beim Spider Plug konstruktiv in einer solchen Weise umgesetzt, dass nach dem Setzen sehr große Lasten aufgenommen werden können. Das ermöglicht anschließend das Aufbringen von Zementbrücken und damit die vollständige Absperrung des Kavernenhalses.

Entwicklungsanforderungen

Die technischen Anforderungen an die Entwicklung des Spider Plugs leiten sich aus den Erfahrungen ab, die in zurückliegenden Jahren beim Einsatz von Untertage-Standardausrüstungen gesammelt wurden:

  • Sichere und zuverlässige Absperrung eines großkalibrigen, unverrohrten Bohrloch- oder Kavernenhalsbereichs.
  • Abweichungen im Setzquerschnitt von einer kreisrunden Form sollten in hohem Maße beherrschbar sein.
  • Keine spezielle Präparierung des Setzbereiches vor dem Einbringen des Spider Plugs.
  • Einbringen und Setzen des Spider Plugs durch die vorhandene Rohrtour ohne zusätzliche technologische Maßnahmen.

Folgende Plugdimensionen wurden erfolgreich getestet und sind derzeit standard­mäßig verfügbar:

Durchmesser der Rohrtour, über die der Spider Plug eingebracht wirdMaximaler Durchmesser des abgesperrten Bereichs
≥ 6 5/8″14″
≥ 11 3/4″24″
≥ 13 3/8 „ 2,5 m (100″)

Weitere Dimensionen sind auf Kundenwunsch realisierbar.

Vorteile des Spider Plugs?

  • Geringere Kosten im Vergleich zu anderen Produkten bzw. Technologien.
  • Keine Bohrloch- bzw. Kavernenhalskonditionierung erforderlich.
  • Der Einsatz erfolgt unabhängig von der Konturausbildung im Setzbereich.
  • In allen flüssigen Medien einsetzbar.
  • Im Nachgang zu den Reparaturarbeiten gut aufbohrbar.

Einsatz des Spider Plugs

Für das Setzen des Spider Plugs wurden spezielle Vorrichtungen entwickelt. Diese Setzgeräte werden mit einem Standardbohrgestänge auf Setzteufe gebracht. Das Setzen des Plugs erfolgt in 5 Schritten:

1. Durchführung eines Drucktests:
Die Dichtheit der Setzanordnung ist nötig, da sich die Indikation über den erfolgreichen Abschluss des jeweiligen Setzschritts in bestimmten Druckverläufen darstellt.

2. Herauspumpen des Plugs aus einem Schutzrohr durch Druckbeaufschlagung des Setzgeräts.

3. Stauchung des Plugs bis sich die „Spinnenbeine“ durch Aufspreizung an die Bohrungs- bzw. Kavernenwand anlegen. Das erfolgreiche Setzen wird über das Hakenlastverhalten angezeigt, wenn die Bohranlage oder Workover-Winde versucht den Strang anzuheben bzw. abzusenken.

4. Trennung des Plugs vom Setzgerät:
Das Abtrennen bewirkt einen Druckausgleich zwischen dem Bohrstrang und der Bohrung. Somit kann der Ausbau des Strangs trocken erfolgen.

5. Einbringen von Kies:
Durch das Einbringen von verschieden fraktioniertem Schüttgut entsteht eine tragfähige, mechanische Grundlage für die später einzubringende Zementschlämme. Diese bildet – nach der Aushärtung – die hydraulische Barriere zwischen dem Speicher und der Bohrung.

Nach Abschluss der Reparaturarbeiten in der Bohrung ist ein problemloses Aufbohren des Spider Plugs möglich, da alle Bauteile aus Aluminium gefertigt und konstruktiv gegen Verdrehen gesichert sind.

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