Robuste aktive Dämpfung von Tiefbohr-Strängen

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Bohrungen nach Öl- und Gasvorkommen führen in Tiefen von mehreren Kilometern; die Bohrgestänge haben ein extremes Durchmesser/Längenverhältnis. Die Bohrgestänge werden häufig an der Erdoberfläche angetrieben. Durch die im Abtrieb auftretende Haftreibung wird der Strang in Torsionsschwingungen versetzt, die mit Biege- und Axialschwingungen gekoppelt sind. Aus wirtschaftlichen Gründen sollen diese Schwingungen vermieden werden, da sie den Bohrprozeß schlecht steuerbar machen und das Material schädigen. Zwischen dem An- und dem Abtrieb wird das dynamische Verhalten des Stranges durch den Kontakt mit dem Bohrloch und Wechselwirkungen mit der Spülflüssigkeit im Bohrloch beeinflußt. Zu den wenigen Parametern, mit denen man auf den Bohrprozeß aktiv einwirken kann, gehört die Antriebsgeschwindigkeit. Aufbauend auf die bisher erreichten Ergebnisse werden neue Modelle entwickelt, die auch Anstreifvorgänge erfassen. Die theoretischen Ergebnisse werden an einem Versuchsstand experimentell überprüft. Ziel des Projektes ist die Regelung der Abtriebsgeschwingkeit eines gekrümmten Bohrstranges, der mit dem Bohrloch und der Spülflüssigkeit Wechselwirkungen hat.