Graben war gestern

Mit einem neuen Verfahren sorgt Herrenknecht dafür, dass Strom aus den norddeutschen Windparks in den Süden kommt – unter der Erde und ohne große Eingriffe in die Landschaft.

Eisig weht der Wind über die scheinbar unendlichen Weiten Sibiriens. Bei Minusgraden im zweistelligen Bereich wirkt alles erstarrt und leblos – kein Ort, an dem man länger im Freien verweilen möchte. Ein paar tausend Kilometer entfernt, auf der Arabischen Halbinsel, herrschen hingegen ganz andere Extreme. Hier brennt die Sonne erbarmungslos auf den heißen Wüstensand nieder, das Quecksilber klettert häufig auf über 40 Grad. Ausgerechnet in diesen Regionen schlummern jedoch riesige Schätze unter der Oberfläche: gewaltige Vorkommen von Öl und Gas, die darauf warten, aus der Tiefe gefördert zu werden, um den weltweit wachsenden Energiebedarf zu befriedigen. Das Klima ist nicht nur für Menschen extrem, auch Maschinen haben mit den Umweltbedingungen zu kämpfen. Die Witterung und die komplexe Aufgabe verlangen den Bohranlagen, die nach diesen Schätzen bohren, daher einiges ab.

Jede Komponente zählt

Im angenehmen Klima Deutschlands, im niedersächsischen Bad Bentheim, stellt sich Christian Klein bei seiner Arbeit tagtäglich den Herausforderungen, die diese Ex­trembedingungen mit sich bringen. Er arbeitet bei der Bentec GmbH, einem mittelständischen Unternehmen, das Tiefbohranlagen für Öl und Gas, aber auch für Geothermiebohrungen konzipiert und baut. „Unsere Bohranlagen sind auf der ganzen Welt im Einsatz. Im Prinzip stehen unsere Anlagen in jeder Klimazone, aber unser Schwerpunkt liegt auf Russland und dem Mittleren Osten“, sagt Klein, der für die Montage und Inbetriebnahme der Bohranlagen zuständig ist. Bentec bietet seinen Kunden schlüsselfertige Anlagen und kümmert sich dabei vom Bohr­equipment, über die Schaltschränke bis hin zum Stahlgerüst um alle Komponenten. „Bei jedem einzelnen Teil müssen wir sicherstellen, dass es den extremen Bedingungen standhält“, so Klein. Angesichts der aktuell niedrigen Öl- und Gaspreise ist der Kostendruck bei den Kunden des Unternehmens besonders groß. „Jeder Ausfall kostet Geld. Wir möchten mit unseren innovativen Produkten deshalb dafür sorgen, dass keiner eintritt“, betont Klein.

Hightech auf Rädern

Die Bohranlagen von Bentec sind komplexe Gebilde. Herzstück ist der Bohrturm mit dem Kraftdrehkopf, auch Top Drive genannt, der das Bohrgestänge antreibt. Am Ende dieses Bohrstranges befindet sich wiederum eine Vielzahl von Sensoren, die dem Bediener wichtige Daten ins Kontroll- und Steuerungszentrum der Anlage liefern. Hinzu kommen Pumpen, Hebewerke und weitere mechanische Komponenten sowie zahlreiche Gerüstaufbauten. Da jede Öl- und Gasquelle irgendwann erschöpft ist, sind die kompletten Bohranlagen mobil, damit sie einfach weiterzutransportieren sind und an anderer Stelle ihre Arbeit wiederaufnehmen können. In Wüstenregionen ge­schieht dies auch auf Rädern, in arktischen Gebieten auf Schienen. „Für die aufwendige Steuerung benötigen wir natürlich sehr viele Kabel. Das fängt mit der zentralen Energieversorgung am Generator an und geht bis hin zu den zahlreichen Verkabelungen in den Schaltcontainern, die die Steuerung und die Energieverteilung regeln“, er­­läutert Klein. Viele dieser Leitungen liegen im Freien und sind rund um die Uhr der Witterung ausgeliefert: je nach Einsatzort Sonne und Wüstenstürmen oder Eis und Schnee. Die Kabel müssen deshalb einem Temperaturspektrum von minus 45 Grad bis plus 80 Grad sowie hohen mechanischen Belastungen standhalten. Außerdem sollen sie UV- und ölbeständig sein. „Da wir immer einen gewissen Kabelbestand vorhalten, ist uns auch die Lagerfähigkeit sehr wichtig. Wenn ein Kabel bereits nach einem halben Jahr spröde ist, bringt uns das nichts“, sagt Klein. Bei den Standardkabeln setzt Bentec daher schon seit vielen Jahren auf die Produkte von HELUKABEL. „Da wissen wir, dass wir uns auf sehr gute Qualität und einen guten Service verlassen können.“

Extreme Kräfte

In einigen Bereichen der Anlagen reichen Standardkabel jedoch nicht aus. Die Bohrtechnik ist so ein Beispiel. Dort sind die Kabel für die Stromversorgung und Datenübermittlung besonders gefordert. Mit über 1.000 PS Leistung treibt der Top Drive den Bohrstrang Stück für Stück in die Tiefe, bis zu hundertmal am Tag bewegt sich der Top Drive dafür in der Bohranlage auf und ab. Die Kabel werden dabei nicht nur durch die Drehbewegung stark mechanisch beansprucht, sondern auch beim Ab- und Aufrollen. „Ein Kabel, das so etwas aushält, gibt es nicht einfach von der Stange. Also haben wir bei HELUKABEL angefragt“, sagt Klein.

Komplexes Spezialkabel

Als Hanss Bruss, Key Account Manager Spezialkabel bei HELUKABEL, das erste Mal von den Anforderungen hörte, wusste er: Das wird keine leichte Aufgabe. „Da fließen ja schon sehr große Energieströme. Allein für die Hauptversorgung hat die Einzelader einen Querschnitt von 300 Quadratmillimetern. Hinzu kommen die bis zu 45 Leitungen für die Sensor- und Steuerungssignale. Und trotzdem muss das Kabel biegsam bleiben und auch Torsionsbewegungen aushalten.“

Bei null anfangen mussten Bruss und seine Kollegen aus der Forschungs- und Entwicklungsabteilung am HELUKABEL-Standort in Windsbach jedoch nicht. „Mit Torsionsbewegungen haben wir bei Windkraftanlagen schon viele Erfahrungen sammeln können, und was das Thema Biegewechselbelastung angeht, konnten wir auf unser Know-how im Kranbau zurückgreifen. Nun galt es, beide Anforderungen zu vereinen und die Materialien so auszuwählen, dass sie auch den extremen Umweltbedingungen standhalten“, erklärt Bruss. Bei der Entwicklung achteten die Ingenieure auf jedes Detail: Wie müssen die Litzen verdrillt sein, damit sie nicht reißen? Wie soll die Bündelung aussehen, damit das Kabel beweglich bleibt? Und was ist das geeignete Material für den Außenmantel? „Entscheidend war das Zusammenspiel aller Komponenten. Eine besondere Herausforderung war dabei der Aufbau des Stützgeflechts. Das durfte einerseits nicht zu dicht sein, da das zu Lasten der Biegsamkeit geht. Andererseits musste es aber auch genügend Stabilität bieten“, erläutert Bruss. Nachdem der Aufbau des Kabels definiert war, folgten darum zahlreiche Material- und Belastungstests. „Während der gesamten Entwicklungsarbeit standen wir immer in sehr engem Austausch mit Bentec“, erinnert er sich.

Spezialauftrag erfüllt

Mit dem Ergebnis ist Klein in Bad Bentheim sehr zufrieden. „Wir haben die Tests direkt vor Ort mitverfolgt und die Performance hat uns überzeugt. Wir können uns auf das Material verlassen und schlagen auch zwei Fliegen mit einer Klappe, denn das Spezialkabel können wir sowohl in Wüstenregionen als auch in der arktischen Kälte einsetzen“, so Klein.