Um bei Bohrungen durch Hartgestein schneller voranzukommen, hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT einen mechanischen Bohrer um einen Hochleistungslaser ergänzt. Auf diese Weise sollen auch die Kosten für Geothermiebohrungen verringert werden.
Das Fraunhofer IPT in Aachen arbeitet derzeit im Rahmen des Forschungsprojekts LaserJetDrilling gemeinsam mit Partnern an einem Verfahren zum laserunterstützten mechanischen Bohren in Hartgestein. Auch ein erster Feldversuch ist bereits erfolgreich verlaufen.
Für das neue Verfahren wurde ein mechanischer Bohrer um einen Hochleistungslaser ergänzt, der von einem Wasserstrahl geleitet wird. Mit ihm soll das Gestein zunächst geschwächt werden, sodass sich der Bohrer anschließend schneller voranarbeiten kann. Da sich die Leistung des Lasers flexibel anpassen lässt, kann das Gerät auf unterschiedliche Materialien und Gesteinsarten reagieren.
Auf dem Prüfstand hat der Laser bislang eine maximale Lichtleistung von 30 kW erreicht. Gesteinsarten wie Sandstein, Granit und Quarzit, die eine hohe Festigkeit von mehr als 150 MPa aufweisen, konnten damit um bis zu 80 % geschwächt werden. In einem Feldversuch haben die Wissenschaftler den Laser in einen eigens entwickelten Bohrstrang eingesetzt und ihn gemeinsam mit dem Internationalen Geothermie Zentrum Bochum unter realitätsnahen Bedingungen getestet. Im nächsten Entwicklungsschritt wollen sie die Laserleistung besser verteilen und das Werkzeug mit digitalen Sensoren ausstatten, um die Verhältnisse in der Tiefe des Bohrlochs besser einschätzen zu können.
