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ECHONews - SOCON Sonar Control Kavernenvermessung GmbH

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Ausgabe I /12 l September 2012<br />

<strong>ECHONews</strong><br />

Weiterentwicklung der Echosonde BSM<br />

Neuer Probennehmer für Gaskavernen<br />

<strong>SOCON</strong> Cavern Services Co. Ltd.<br />

Tochterunternehmen in China gegründet<br />

Cav Base Gas Storage mit<br />

Einbindung der Übertage-Anlagen<br />

Jungfernfahrt des CavLift: Erster Einsatz in Etzel<br />

Messwagenflotte erweitert<br />

Seminarprogramm 2012


Inhalt<br />

Vorwort 2<br />

Messtechnik<br />

Messwagenflotte erweitert 3<br />

Weiterentwicklung der<br />

Echosonde BSM 4<br />

Neues Konzept für<br />

Probenentnahmen in Gaskavernen 5<br />

Sonde zur Erfassung von<br />

Rohrschwingungen entwickelt 6<br />

Gasspeicheroptimierung<br />

Tying in the Underground Thermodynamic<br />

Simulation of Gas Storage<br />

Caverns with the Surface Process<br />

Engineering 8<br />

Markscheidewesen<br />

...mehr als nur Risswerke 13<br />

Kurz notiert<br />

<strong>SOCON</strong> Cavern Services Co. Ltd.<br />

Neues Tochterunternehmen in<br />

China gegründet 14<br />

Verkauf eines<br />

Messsystems nach China 14<br />

Personelle Veränderungen 15<br />

<strong>SOCON</strong> ist IHK Ausbildungsbetrieb 15<br />

Erster CavLift Einsatz in Etzel 16<br />

Weiterbildung<br />

Seminarprogramm 2012 19<br />

2<br />

Vorwort<br />

Dr. Andreas Reitze<br />

Geschäftsführer der<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong> <strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong><br />

Liebe Leserinnen und Leser,<br />

als es vor rund eineinhalb Jahren zur Katas-<br />

trophe in Fukushima kam, konnte niemand<br />

die Konsequenzen für den deutschen Energiemarkt<br />

absehen. Als Reaktion darauf ist<br />

relativ schnell und überraschend der endgültige<br />

Atomausstieg bis 2022 gesetzlich<br />

beschlossen worden. Gleichzeitig wurde<br />

der Ausbau der erneuerbaren Energien<br />

weiter forciert. Im ersten Halbjahr 2012 betrug<br />

der Anteil der erneuerbaren Energien<br />

bereits 25%.<br />

Die „Energiewende“ hat sich inzwischen<br />

zu einem Dauerthema entwickelt und ist<br />

in aller Munde. Es wird zurzeit heftig und<br />

kontrovers darüber debattiert, wie eine<br />

kluge und weitsichtige Energiewende aussieht.<br />

Dass diese nicht allein durch den<br />

verstärkten Ausbau von Windkraftanlagen<br />

und Photovoltaik erreicht werden kann, ist<br />

inzwischen allgemein bekannt. Über den<br />

weiteren Ausbau der erneuerbaren Energiequellen<br />

hinaus werden große Investitionen<br />

in das Stromnetz, moderne Gaskraftwerke<br />

und in die Speicherung von Energie<br />

erforderlich. Bei der Zwischenspeicherung<br />

von überschüssiger elektrischer Energie<br />

wird eine Lösung in der Umwandlung von<br />

Energie in Gas, dem sogenannten „Powerto-Gas“,<br />

gesehen. Von der Beimengung von<br />

Wasserstoff in das bestehende Erdgasnetz<br />

über die Speicherung von Wasserstoff in<br />

Kavernen bis hin zur synthetischen Methanisierung<br />

reicht hier das Spektrum. Für<br />

die Kavernenindustrie entstehen dadurch<br />

neue Möglichkeiten und Herausforderungen<br />

in technologischer wie in wirtschaftlicher<br />

Hinsicht. Auch unsere Technologie ist<br />

damit neuen Anforderungen ausgesetzt,<br />

denn eine Überwachung von mit Wasserstoff<br />

gefüllten Kavernen ist nicht unmittelbar<br />

mit der von Erdgaskavernen ver-<br />

gleichbar. Wir beschäftigen uns bereits mit<br />

dieser Thematik und werden uns darüber<br />

hinaus in einem Kundenseminar am 22.<br />

November 2012 einigen kavernenspezifischen<br />

Aspekten der Energiewende widmen<br />

(siehe Seminarprogramm auf Seite<br />

19).<br />

Neben der Energiewende wollen wir die<br />

grundsätzliche Bedeutung der Kavernenüberwachung<br />

für einen sicheren und effizienten<br />

Kavernenbau- und –betrieb nicht<br />

außer Acht lassen. In unserem ersten Kundenseminar<br />

in diesem Jahr werden deshalb<br />

die <strong>Kavernenvermessung</strong>en in den<br />

Fokus gestellt und deren Verwendung für<br />

gebirgsmechanische Berechnungen und<br />

Modellierungen diskutiert.<br />

In der neuen Ausgabe unserer EchoNews<br />

berichten wir wieder über die Aktivitäten<br />

unserer eigenen Forschungs- und Entwicklungsabteilung.<br />

Hier arbeiten wir nach wie<br />

vor konsequent an der Weiterentwicklung<br />

und Optimierung unserer Sondentechnologie<br />

und der Verbesserung unserer Leistungsfähigkeit.<br />

Dieses gilt sowohl für den<br />

klassischen Sektor der Hohlraumüberwachung<br />

als auch für die Lösung spezieller<br />

messtechnischer Aufgabenstellungen, die<br />

an uns herangetragen werden. Sie finden<br />

hier daher Informationen über unsere<br />

neue Echosonde BSM sowie über die<br />

modifizierte Probennehmersonde, mit der<br />

nun auch Gasproben genommen werden<br />

können. Neben Neuerungen aus der Abteilung<br />

GSOS und Markscheidewesen berichten<br />

wir in dieser Ausgabe auch über eine<br />

neue Bohrlochsonde zur in-situ Erfassung<br />

von Rohrschwingungen. Eine interessante<br />

Lektüre und ein herzliches Glückauf<br />

wünscht<br />

Ihr Andreas Reitze


Messwagenflotte erweitert<br />

Nachdem in den Jahren 2008 bis 2010<br />

schon fünf zusätzliche moderne, große,<br />

umweltfreundliche Mercedes Atego<br />

(2-Achser, 13,5 t) und ein kleiner Mercedes<br />

DB814 (2-Achser, 7,5 t) als Messwagen<br />

in Betrieb genommen worden sind,<br />

macht die weiterhin starke Nachfrage<br />

nach Spiegel- und Hohlraumvermessungen<br />

es nötig, die Messwagenflotte<br />

weiter zu vergrößern. Es wurden daher<br />

in 2012 ein weiterer baugleicher großer<br />

Mercedes Atego mit 13,5 t und ein kleiner<br />

Mercedes Atego mit 8 t Gesamtgewicht<br />

in Betrieb genommen. Die <strong>SOCON</strong><br />

Messwagenflotte in Europa hat sich somit<br />

auf insgesamt 13 Messwagen vergrößert.<br />

Der Fahrzeugbestand reicht nun vom<br />

kleinen wendigen VW LT mit 3,5 t, der<br />

besonders für Einsätze im beengten<br />

städtischen Bereich oder schwer zugänglichem<br />

Gebiet geeignet ist, über leichte<br />

Mercedes’ mit 7,5 t und 8 t hin zu schweren<br />

MAN mit 18 t, die ausreichend Leistungs-<br />

und Sicherheitsreserven auch bei<br />

großen Messteufen haben. Diese Vielzahl<br />

an verschiedenen Messwagentypen<br />

bildet die Basis, mit der das breite Spektrum<br />

von unterschiedlichen Messungen<br />

abgedeckt werden kann - von Einsätzen<br />

in flach gelegenen Hohlräumen bis hin zu<br />

Messungen in tief gelegenen Kavernen.<br />

Beide Messwagen sind mit Elektrowinden<br />

aus eigener Produktion ausgestattet,<br />

auf denen im Normalfall 4-Ader Kabel<br />

(3/16“ bzw. 9/32“) mit Längen bis zu<br />

ca. 3500 m aufgelegt ist. Diese Winden<br />

zeichnen sich - dank schnell zu tauschender<br />

Wechseltrommel - durch ihre flexiblen<br />

Nutzungsmöglichkeiten aus.<br />

Ein Unterflurgenerator zur Stromerzeugung<br />

und ein kleiner Ladekran gehören<br />

neben anderen nützlichen Accessoires<br />

zur Grundausstattung der Messwagen.<br />

Auch diese beiden Fahrzeuge wurden<br />

in langjährig bewährter Weise von einem<br />

ebenfalls im Landkreis Hildesheim<br />

angesiedeltem Fahrzeugbaubetrieb aufgebaut.<br />

Diese Standortnähe ist bei kurzfristiger<br />

Umsetzung baulicher Wünsche<br />

und baulicher Änderungen von großem<br />

Vorteil und trägt daher auch zu der Flexibilität<br />

und Einsatzbereitschaft der Messfahrzeuge<br />

der <strong>SOCON</strong> bei.<br />

Frank Haßelkus<br />

3


Weiterentwicklung der Echosonde BSM<br />

Das neue 50 mm Sondenmodell bewährt sich im Testeinsatz<br />

Die bisher im Einsatz erprobten Exemplare<br />

der neu entwickelten Echosonde<br />

mit 50 mm Durchmesser (BSM, Bohrlochsonde<br />

‚Mittel‘) zeigen gute Ergebnisse<br />

sowohl in der Empfindlichkeit der<br />

Sende-Empfangs-Elektronik als auch in<br />

der räumlichen Auflösung der verwendeten<br />

Ultraschall-Wandler. Einige der<br />

im Rahmen der Erprobung gewonnenen<br />

Erkenntnisse haben bereits zu Optimierungen<br />

in verschiedenen Bereichen der<br />

Elektronik und Mechanik geführt.<br />

So konnten beispielsweise beim entscheidenden<br />

Kriterium ´Signal-Rauschabstand´<br />

weitere Verbesserungen erreicht<br />

werden. Naturgemäß bedingt das Nebeneinander<br />

von extrem hoch verstärkenden<br />

Ultraschall-Empfängern und<br />

Leistungs-Elektroniken zur Ansteuerung<br />

induktiver Lasten wie z.B. Schrittmotoren<br />

in einem sehr kompakten Chassis<br />

ein Übersprechen von Störimpulsen. In<br />

der BSM kommt erstmals ein neues Kon-<br />

4<br />

zept zum Einsatz: Die komplette Leistungselektronik<br />

sowohl für den Drehmotor<br />

als auch für den Kippmotor wurde<br />

direkt über die Motoren verlagert. Die<br />

stark verkürzten Distanzen der ‚störenden‘<br />

Elektronik zu den Motoren haben<br />

so in sehr hohem Maße zur Verringerung<br />

des Rauschens und zur Verbesserung<br />

der Empfindlichkeit beigetragen. Im mechanischen<br />

Bereich konnte eine signifikante<br />

Erhöhung der Motordrehmomente<br />

erreicht werden. Positiver Nebeneffekt<br />

ist dabei ein deutlichdynamischeres<br />

Verhalten der<br />

Antriebe. Auch in<br />

der BSM werden<br />

die bewährten<br />

Stabilisierungskreisel<br />

mit sehr<br />

schnell drehenden<br />

Wolfram-<br />

Rotoren zum Ein-<br />

satz kommen. Die entsprechende<br />

Baugruppe ist derzeit fertig entwickelt<br />

und wird kurzfristig zur Erprobung kommen.<br />

Neu ist hier eine Methode zum<br />

schnellen Ein- und Ausschalten der Stabilisierungswirkung;<br />

neu sind auch die<br />

verkleinerten Massekreisel, so dass der<br />

Außendurchmesser von 50 mm erhalten<br />

bleibt. Mit dieser Ergänzung kommt<br />

nun auch innerhalb der BSM die von<br />

<strong>SOCON</strong> patentierte Sensoranordnung<br />

zur Anwendung.<br />

Beim Betrieb der BSM kommen zwei<br />

unterschiedliche Messköpfe zum Einsatz:<br />

Neben der klassischen Anordnung<br />

mit zwei runden Horizontal-Wandlern<br />

und einem Vertikal-Wandler, die bis<br />

auf den kleineren Durchmesser der<br />

Piezokeramiken der Anordnung in der<br />

BSF II entspricht, sind für die BSM<br />

Wandlerträger mit einem runden Vertikal-Wandler<br />

sowie einem rechteckigen<br />

Horizontal-Wandler mit großem Höhe<br />

zu Breiten-Verhältnis verfügbar. Der Öffnungswinkel<br />

der Ultraschall-Keule hängt<br />

neben der Sendefrequenz vor allem von<br />

den Abmessungen der Abstrahlfläche<br />

ab: je größer der Wandler-Durchmesser,<br />

desto kleiner und somit günstiger ist der<br />

Öffnungswinkel. Der kreisförmige Querschnitt<br />

der Abstrahlcharakteristik runder<br />

Wandlerkeramiken wird auf Grund<br />

der großen vertikalen Ausdehnung des<br />

Rechteckwandlers zu einer stark abgeplatteten<br />

Ellipse verändert. Mit dieser<br />

Form des Ultraschallsignals ist eine optimierte<br />

Vermessung von linsenförmigen<br />

Hohlräumen mit geringer vertikaler Ausdehnung<br />

und großen Radien möglich.<br />

Diese Anordnung (BSM-P / BSM Potash)<br />

geht speziell auf die Anforderungen in<br />

typischen Kali-Lagerstätten ein.<br />

Klaus-Jürgen Gotthardt


Neues Konzept für Probenentnahmen in Gaskavernen<br />

<strong>SOCON</strong> entwickelt neue Sonde für Entnahmen in Gaskavernen<br />

Nachdem die <strong>SOCON</strong> schon seit<br />

Jahren mit ihrer Probennehmersonde<br />

Flüssigkeitsproben in Kavernen entnimmt,<br />

können wir seit neuestem auch<br />

die Gasprobennahme in gasgefüllten<br />

Kavernen durchführen. Hiermit kommen<br />

wir dem Wunsch unserer Kunden nach,<br />

die schon seit mehreren Jahren diese<br />

Dienstleistung gewünscht hatten.<br />

Die Probennehmersonde ist modular<br />

aufgebaut und besteht aus einem Elektronikmodul,<br />

das die Temperatur- und<br />

CCL -Messung und darüber hinaus die<br />

Steuerung zum Öffnen und Schließen<br />

der einzelnen Probenbehälter beinhaltet.<br />

An das Elektronikmodul können bis zu<br />

fünf Trägermodule angeschlossen werden,<br />

die jeweils einen Probenbehälter<br />

aufnehmen. Den Abschluss am unteren<br />

Ende der Sonde bildet das Leitfähigkeitsmodul,<br />

mit welchem das Eintauchen in<br />

eine elektrisch leitende Flüssigkeit (Sole)<br />

detektiert wird.<br />

Ursprünglich waren die Trägermodule zur<br />

Aufnahme von Flüssigkeitsbehältern mit<br />

einem Volumen von je 2000 ml konstruiert<br />

worden, welche beim Ausschleusen<br />

der Sonde aus der Kaverne durch Öffnen<br />

und Schließen der Behälter auf Atmosphärendruck<br />

gebracht werden, so dass<br />

sich die anschließende Handhabung der<br />

Behälter unproblematisch gestaltete.<br />

Die Gasprobenbehälter mit je 500 ml<br />

Inhalt hingegen beinhalten die entnommene<br />

Gasprobe jedoch beim jeweils<br />

herrschenden Kavernendruck. Neben<br />

der Anforderung des Gasprobenbehälters<br />

und des Ventils an die Druckstufe,<br />

welche herstellerseitig bei max. 300<br />

bar beim Probenentnahmezylinder und<br />

max. 345 bar beim Ventil liegt, mussten<br />

auch die gesetzlichen Anforderungen<br />

an den Transport erfüllt werden. Hier ist<br />

die TPED nach der Druckgeräterichtlinie<br />

99/36/EG zu nennen, die die Beförderung<br />

von Gasen der Klasse 2 (nach<br />

ADR/RID) in ortsbeweglichen Druckgeräten<br />

regelt, wozu alle Gefäße und Tanks,<br />

Links: Die Einzelteile des Gasprobenbehälters mit<br />

Entnahmezylinder, Ventil und geschlitztes Schutzrohr<br />

mit Aufnahmestopfen. Rechts: Fertig montierter<br />

Gasprobenbehälter<br />

einschließlich ihrer Ventile zählen. Erkennbar<br />

ist die Zulassung von Bauteilen<br />

nach der Druckgeräterichtlinie anhand eines<br />

„π“-Zeichens mit einer angehängten,<br />

vierstelligen Ziffernfolge, die auf dem<br />

Probenentnahmezylinder und dem Ventil<br />

zu finden sind. Damit ist der sichere und<br />

vorschriftsgemäße Transport vom Entnahmeort<br />

(Kaverne) bis zum Analyselabor<br />

gewährleistet. Da beim Gasprobenbehälter<br />

gegenüber dem Flüssigkeitsprobenbehälter<br />

ein baulich verändertes Ventil<br />

zum Einsatz kommt, wurde eine Umkonstruktion<br />

der Trägermodule erforderlich.<br />

Hierdurch konnte erreicht werden, dass<br />

die Probennehmersonde sowohl mit den<br />

bereits vorhandenen Flüssigkeitsproben-<br />

Technische Daten:<br />

Abmessungen: øD x L: 89mm x 6430mm<br />

Einsatztemperaturbereich: 0°C – 85°C<br />

Einsatzdruck (Gas): 300 bar max.<br />

Einsatzdruck (Flüssigkeiten): 350 bar max.<br />

Probenmenge (Gas): 5x 500ml<br />

Probenmenge (Flüssigkeiten): 5x 2000ml<br />

Sensorik: Temperatur, CCL, Leitfähigkeit<br />

behältern, als auch mit den neuen Gasprobenbehältern<br />

bestückt werden kann.<br />

Neben der chemischen Analyse der ent-<br />

nommenen Gasproben lässt sich aus der<br />

Gasmenge pro Behälter (500 ml) auch<br />

der Feuchtegehalt des Gases in einem<br />

externen Labor ermitteln. Hiermit steht<br />

nun eine Alternative zu den seit Jahren<br />

im Einsatz befindlichen Taupunktmodulen<br />

zur Verfügung, welche über einen Taupunktsensor<br />

verfügen und die als Zusatzmodul<br />

bei einer BSF II Echosonde zum<br />

Einsatz kommen, um aus dem gemessenen<br />

Taupunkt die Gasfeuchte abzuleiten.<br />

Henning Engelke<br />

5


Sonde zur Erfassung von Rohrschwingungen entwickelt<br />

Das neue Vibration Monitoring System (VMS)<br />

VMS - Vibration Monitoring System ist<br />

eine Neuentwicklung von Sonde und<br />

Software zur Erfassung von langsamen<br />

Schwingungen frei hängender Verrohrungen.<br />

Sole- und Produktkavernen können<br />

lange, frei hängende Rohrstränge enthalten,<br />

welche bei Entleerungs- und Befüllvorgängen<br />

mit hohen Volumenströmen<br />

zu unkontrollierten und das Material belastenden<br />

Schwingungen angeregt werden<br />

können.<br />

Auf Anregung eines Kunden wurde<br />

in kurzer Zeit eine maßgeschneiderte<br />

Sonde mit entsprechender Software<br />

entwickelt. Aus dem <strong>SOCON</strong> Sondenbaukasten<br />

stammt die Mechanik des<br />

Andruckarmes, um die Sonde mit 50mm<br />

Durchmesser wie eine SoMIT Sonde in<br />

der Rohrtour klemmen zu können. Die<br />

Baugruppen zur Kommunikation und Positionierung<br />

der Sonde mittels MCCL/<br />

CCL sind ebenfalls <strong>SOCON</strong>-Standard.<br />

Eine spezielle Neuentwicklung ist<br />

eine Baugruppe zur Digitalisierung<br />

und Speicherung der Signale von 8 Beschleunigungsaufnehmern.<br />

Sie sind<br />

redundant ausgelegt und decken bei<br />

unterschiedlichen Auflösungen verschiedene<br />

Messbereiche ab. Sie sind bis zu<br />

10000 G überlastfest und zeichnen sich<br />

Links die verbauten Beschleunigungssensoren im geöffneten Sondenchassis, rechts der ausfahrbare Arm zur Sondenfixierung.<br />

6<br />

Funktionsweise der implementierten Beschleunigungssensoren in der VMS - Sonde<br />

durch geringe Linearitätsfehler und Querempfindlichkeiten<br />

aus. Alle Sensoren<br />

können sowohl statische Beschleunigungen<br />

(Erdbeschleunigung / Lage im Raum)<br />

als auch dynamische Beschleunigungen<br />

erfassen. Die Baugruppe beinhaltet die<br />

besten AD- Wandler mit Auflösungen von<br />

24bit, welche speziell zur Erfassung seis-<br />

mischer Signale entwickelt wurden. Zwei<br />

moderne RISC Prozessoren mit einer Rechenleistung<br />

von mehr als 10MIPS und<br />

geringer Leistungsaufnahme teilen sich<br />

die Aufgaben Kommunikation / Messbetrieb<br />

und Speicherverwaltung, so dass<br />

eine typische Abtastrate aller Sensoren<br />

von 100ms erreicht wird und bis auf 10ms


CavVibration - Das neue Programm aus der <strong>SOCON</strong> - Softwareentwicklung visualisiert und archiviert die gesammelten Daten<br />

verringert bzw. bis zu 2000ms verlang-<br />

samt werden kann. Die Daten werden<br />

auf zwei unabhängigen SD - Speicherkarten<br />

(redundante Speicherung) mit je 2 GB<br />

Kapazität geschrieben und ermöglichen so<br />

die Archivierung von 60 Millionen Datensätzen<br />

- bei einer Abtastrate von 100ms<br />

entspricht das einem Zeitraum von 70<br />

Tagen. Die Abtastzeitpunkte werden aus<br />

einem hochstabilen, temperaturkompensierten<br />

Quarzoszillator mit einer Drift von<br />

max. +/- 3ppm über dem Einsatztemperaturbereich<br />

von 0 bis +80°C gewonnen.<br />

Die gespeicherten Daten können während<br />

des Aufzeichnungsbetriebs über<br />

die <strong>SOCON</strong> Standard-Schnittstelle DIN-<br />

Messbus ausgelesen werden. Bei einer<br />

Abtastrate von 100ms können die Daten<br />

ohne Zeitversatz online gelesen werden.<br />

Übertage (Offline) können die Daten<br />

der VMS-Sonde per Ethernet mit hoher<br />

Datenrate gelesen werden. Die Positionierung<br />

der Sonde und der Klemmvorgang<br />

in der Rohrtour erfolgen mittels<br />

der <strong>SOCON</strong> Standard-Software<br />

CavLog vergleichbar zur SoMIT Sonde.<br />

Die nur für dieses neue System entwickelte<br />

Windows ® CavVibration Software<br />

hat folgende Merkmale:<br />

• Durchgeführte Messkampagnen und<br />

ermittelte Messwerte werden in einer<br />

Projektstruktur verwaltet,<br />

• Tabellarische und grafische<br />

Visualisierung der Messwerte,<br />

Eine Elektronikbaugruppe der VMS-Sonde<br />

• Online-Überwachung der Sensoren<br />

sowie simultane Messwertübertragung<br />

während der Messkampagne,<br />

• Offline Auslesevorgang über Ethernet-<br />

Schnittstelle,<br />

• CSV-Export von Messwerten.<br />

Hajo David und Stefan Franke<br />

7


Tying in the Underground Thermodynamic Simulation of Gas<br />

Storage Caverns with the Surface Process Engineering<br />

Paper presented at the SMRI fall meeting 2012 in Bremen, Germany. Authors: Dr Michael Krieter, Stefan Wieber-<br />

Klocke, André Stille (<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong> <strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong>), Jochen Kemper (OGE, Open Grid<br />

Europe <strong>GmbH</strong>, Essen), Dr Katrin Vosbeck (EGS, E.ON Gas Storage <strong>GmbH</strong>, Essen)<br />

Abstract<br />

Commissioned by EGS and in cooperation<br />

with EGS and OGE, <strong>SOCON</strong> has developed<br />

a software package that extends<br />

the CavBase Gas Storage software by<br />

including features for the above ground<br />

facilities. This software, which can also<br />

be used independently of the cavern<br />

software, enables pressure and temperature<br />

calculations to be made from the<br />

cavern head all the way to gas transport<br />

pipelines. In doing this the various individual<br />

components are considered, for<br />

instance the station piping, separators,<br />

boilers, heat exchangers, pressure reduction<br />

streams , compressors, coolers,<br />

gas drying units and meter streams. Heat<br />

exchanger, boiler and compressor capacities<br />

are likewise indicated. In addition<br />

the calculations reveal how many heat<br />

exchanger and compressor components<br />

are needed for a planned gas nomination.<br />

Nominations are made on an hourly basis<br />

and assimilated by the NomiX software<br />

created by GreyLogix <strong>GmbH</strong>. The data<br />

is then made available to CavBase. The<br />

entire CavBase system is embedded in<br />

NomiX and its purpose is to provide a rapid<br />

thermodynamic and rock mechanics<br />

check of the gas nominations to enable<br />

permanent online access to the information<br />

on capacity and availability of the<br />

cavern storage. The system has been implemented<br />

in the EGS’s Holford gas storage.<br />

Installation and initial tests of the<br />

software were carried out and assessed<br />

in May/June 2012.<br />

Introduction<br />

On the basis of the know-how within<br />

the companies <strong>SOCON</strong>, OGE, EGS and<br />

GreyLogix, the software – entitled NomiX<br />

[1] – can precisely predict the feasibility<br />

of gas quantity nominations with regards<br />

to the rock mechanics, thermodynamics<br />

8<br />

Fig. 1: Principle of the NomiX structure (Brodersen et al)<br />

and specifics of the installation and make<br />

this information available to the gas trader<br />

and station manager (Fig. 1). As the<br />

procedure can be performed if required<br />

within just one hour, NomiX moreover<br />

promotes the reliable and economic multicyclic<br />

operation of storage caverns.<br />

However, the fact that traders are cons-<br />

tantly requiring better prediction accura-<br />

cy has made it necessary to integrate the<br />

process engineering system into the prediction<br />

simulations (subsurface and surface).<br />

This is because the availability and<br />

design limits of the system components<br />

have a significant effect on the performance<br />

(capacity and deliverability) of the<br />

gas storage. The number of compressors<br />

needed for injection or gas drying units<br />

needed during withdrawal as well as an<br />

exact description of the conditions at the<br />

different process sections within the station<br />

are predicted by the algorithm that<br />

has been created.<br />

On behalf of and in cooperation with EGS<br />

and OGE, <strong>SOCON</strong> has developed new<br />

software that, based on planned nominations<br />

of gas or energy quantities,<br />

… numerically simulates the above<br />

ground facilities and images the<br />

surface situation as authentically as<br />

possible,<br />

… creates a link-up with the cavern<br />

simulation program CavBase Gas<br />

Storage,<br />

… continuously reads the current state<br />

of storage from the process control<br />

system and<br />

… considers the availability of the<br />

components of the installation and<br />

the maintenance intervals.<br />

The simulation software is like the entire<br />

storage system divided into different<br />

processing sections. During injection,<br />

withdrawal and standstill the following<br />

elements are taken into account:<br />

Underground:<br />

The caverns and the surrounding salt<br />

rock as well as the production casing.<br />

At the surface:<br />

Inlet separators, heat exchangers,<br />

boilers, pressure reduction streams,<br />

gas drying units, compressors, meter<br />

streams, pipeline network.


Operations were started in the Holford<br />

gas storage in November 2011. It was<br />

possible from the end of June 2012 to implement<br />

and test the NomiX system together<br />

with the surface and underground<br />

components of the CavBase Gas Storage<br />

software. The first comparisons between<br />

the measured values and the simulation<br />

results have already been made and are<br />

presented here. As cavern simulation<br />

using CavBase Gas Storage has already<br />

been described in detail at previous<br />

SMRI meetings [2], [3], we have in this<br />

paper restricted ourselves to a presentation<br />

of the results of the surface calculations<br />

and the measured operational data Fig. 2: Simulation and modeling of the underground an above ground facilities by CavBase Gas<br />

Fig. 2: Simulation and modeling of the underground and above ground facilities by CavBase Gas Storage<br />

Storage integrated in NomiX (Fig. 1)<br />

(gas pressures, temperatures, energies) integrated in NomiX (Fig. 1).<br />

vern is lower than the defined transmis- combination of values must be found<br />

Operations were started in the Holford gas storage in November 2011. It was possible from the end of<br />

Due to the short operation time and sion pipeline pressure during withdrawal. for the compressor usage. If (Δh , q ) is<br />

June 2012 to implement and test the NomiX system together with the surface and underground<br />

s b<br />

therefore a small amount of operational components During injection of the CavBase and withdrawal Gas Storage the software. cha- The outside first comparisons the reference between field the measured number values of<br />

and the simulation results have already been made and are presented here. As cavern simulation using<br />

data available the software has not yet<br />

CavBase<br />

racteristic<br />

Gas Storage<br />

behaviour<br />

has already<br />

of the<br />

been<br />

compressor<br />

described in<br />

compressors<br />

detail at previous<br />

is<br />

SMRI<br />

increased<br />

meetings<br />

or the<br />

[2],<br />

bounda-<br />

[3], we have<br />

been optimised and calibrated. Further- in this [4] must paper be restricted taken ourselves into consideration. to a presentation of ry the of the results field of is the searched surface calculations (by increasing and the<br />

measured operational data (gas pressures, temperatures, energies)<br />

more the following presentation of the<br />

the Δp across the compressor through<br />

results acquired till now should therefore Due The to the behaviour short operation is defined time and by therefore a reference a small the amount discharge of operational throttling data available valve or the incre- software<br />

has not During yet been injection optimised and calibrated. withdrawal Furthermore the characteristic the following presentation behaviour of the of results the acquired compresso<br />

be considered in light of these aspects. till now field. should With therefore the reference be considered field in the light isen- of these asing aspects. flow through the compressor by<br />

consideration.<br />

tropic degree of efficiency can be taken opening the recycling valve). Additional<br />

Main components of the above ground facilities<br />

Main components of the from The the behaviour operating is flow defined volume by a q reference and compressors field. With can the decrease reference the operating field the isentrop<br />

b<br />

above ground facilities Pipeline the can isentropic network be taken enthalpy from difference the operating Δh flow flow volume volume q b and through the isentropic each compressor enthalpy differ<br />

s<br />

The pressure and temperature losses are calculated using a modified Darcy-Weisbach equation. To<br />

calculate the factors affecting the volume flow, which and is significant can lead especially to a new for position the dimensioning in the reof<br />

the<br />

Pipeline network<br />

pipelines (given the volume flow, and looking for the<br />

ference<br />

input and<br />

field.<br />

output pressure),the Darcy-Weisbach<br />

equation can be converted using the Bernoulli and general gas equation. The temperatures are estimated<br />

The pressure and temperature losses using the Joule-Thomson coefficients.<br />

are calculated using a modified Darcy-<br />

4. The coupling power can be calcula-<br />

The compressors<br />

Weisbach equation. To calculate the fac- The compressor may be necessary to raise the pressure ted with level the so results as to enable of step the 3. injection It must and<br />

withdrawal process to be performed. This is the case when the pressure in the cavern is too high during<br />

tors affecting the volume flow, which is<br />

be taken into account that the coupling<br />

injection or when the pressure in the cavern is lower than the defined transmission pipeline pressure<br />

significant especially for the dimensio- during withdrawal.<br />

power must be smaller than the maximal<br />

ning of the pipelines (given the volume<br />

available motor power (Holford has elec-<br />

Fig 3. The determination of the isentropic<br />

flow, and looking for the input and output<br />

tric motor driven compressors) which<br />

reference field<br />

pressure),the Darcy-Weisbach equation<br />

3 depends upon the compressor speed. In<br />

can be converted using the Bernoulli and<br />

this case the number of compressors is<br />

general gas equation. The temperatures Fig 3. The determination of the isentropic degree of found and the coupling power is known.<br />

efficience by a reference field<br />

are estimated using the Joule-Thomson<br />

The compressor calculation can now be summarised as follows:<br />

coefficients.<br />

The algorithm can take several compres-<br />

The<br />

1.<br />

compressor<br />

Calculate the<br />

calculation<br />

enthalpy<br />

can<br />

difference hs now sors<br />

using<br />

into account.<br />

the underlying<br />

If it cannot<br />

gas<br />

find<br />

constants<br />

a solu-<br />

2. Get the operating volumetric flow qb<br />

The compressors<br />

be summarised as follows:<br />

tion the injection and withdrawal process<br />

3. Determine the isentropic efficiency by the use of the reference field.<br />

The compressor may be necessary to 1. Calculate the enthalpy difference Δh cannot be performed under the given<br />

s<br />

raise the pressure level so as to enable As using the the reference underlying field gas is constants limited a valid conditions. combination The rejected of values nomination must be is re- found for<br />

the injection and withdrawal process to 2. ( Get hs, the qb) operating is outside volumetric the reference flow q turned to the NomiX system. In case of a<br />

bfield<br />

the number of compressors is increased or<br />

be performed. This is the case when the 3. is Determine searched the (by isentropic increasing efficiency the p solution across the the number compressor of compressors through and the disch<br />

pressure in the cavern is too high during increasing by the use of flow the reference through the field. compressor the necessary by opening coupling the power recycling is returned valve). Add<br />

injection or when the pressure in the ca- As<br />

decrease<br />

the reference<br />

the<br />

field<br />

operating<br />

is limited<br />

flow<br />

a valid<br />

volume through each compressor and can lead<br />

to NomiX.<br />

reference field.<br />

4. The coupling power can be calculated with the results of step 3. It must be ta<br />

coupling power must be smaller than the maximal available motor power (Ho<br />

driven compressors) which depends upon the compressor speed. In this 9<br />

case the<br />

is found and the coupling power is known.


The gas drying unit (GDU)<br />

When gas flows through the GDU the<br />

pressure and temperature is reduced.<br />

The pressure drop depends upon the volumetric<br />

flow and real values are used for<br />

the calibration. For a given rate the pressure<br />

drop can be interpolated by a spline.<br />

A „good“ approximation is yielded from<br />

a large number of accurate measured values<br />

and provides a „reasonable“ assessment<br />

of the pressure drop. When multiple<br />

GDU‘s are working in parallel the gas<br />

stream is split in line with the number of<br />

used GDU’s. The volumetric flow leads to<br />

a smaller pressure drop.<br />

The pressure reduction stream and<br />

heat exchanger<br />

If the combined cavern pressure compared<br />

to the transmission pipeline (national<br />

grid) pressure is very high, then<br />

the pressure is reduced to the pressure<br />

which is necessary to transfer the gas<br />

into the transmission pipeline plus pressure<br />

losses in the station piping and the<br />

meter streams. The heat exchanger has<br />

the job of raising the gas temperature to<br />

achieve a minimum temperature of 18°C<br />

downstream the pressure reduction station.<br />

Temperatures are generally calculated<br />

using the Joule-Thomson algorithm.<br />

The calculations have been taken from<br />

the worksheet G499 published by the<br />

German Technical Association for Gas<br />

and Water (DVGW) [5].<br />

Possible scenarios during injection /<br />

withdrawal<br />

Essentially four cases can be differentiated<br />

in the calculations for the above<br />

ground procedures:<br />

1. Withdrawal without compression<br />

2. Withdrawal with compression<br />

3. Injection without compression<br />

4. Injection with compression<br />

By way of example case 1 is described<br />

in more detail. The procedures and cal-<br />

10<br />

Fig.4: Flow chart for the situation: Withdrawal without compression<br />

culation routes with the individual components<br />

are summarised in Fig.4. The<br />

circled numbers (x) in the figure indicate<br />

the order of the calculations. The dynamic<br />

input data is: Cavern head pressures<br />

for three caverns, total flow volume as<br />

well as pressure and temperature in the<br />

transmission pipeline (national grid).<br />

Procedure for case 1:<br />

Withdrawal without compression<br />

Pressure and temperature losses in the<br />

field pipelines from the cavern heads to<br />

the manifold (1) up to the inlet separators<br />

(2) are calculated. Pressure and temperature<br />

after the separators and before the<br />

heat exchangers as well as the pressure<br />

reduction streams are determined (3). At<br />

this point the simulation result defines<br />

whether withdrawal is to take place with<br />

or without a compressor. If withdrawal<br />

can be done without a compressor then<br />

generally the pressure must be reduced<br />

and the heaters must raise the temperature<br />

of the gas so that after the pressure<br />

reduction it is equal to or higher than<br />

18°C or 301.15°K. If the pressure drop is<br />

low and /or the gas temperature is high,<br />

the 18°C temperature will be achieved<br />

without heaters so they will not be used<br />

in the simulation. In order to decide if a<br />

compressor must be used the simulation<br />

calculates the pressure loss from the<br />

national grid to point (3). This is done by<br />

a retrograde simulation of the pressure<br />

and temperature losses that occur from<br />

the national grid via the meter streams<br />

(4), the station piping (5), the gas drying<br />

units (6) and up to just before the heat<br />

exchangers (7). Points (4) to (7) do not represent<br />

flow paths but rather calculation<br />

paths. The 7.2 MPa pressure at point (7)<br />

is about 0.6 MPa less than the pressure<br />

at point (3), where it is 7.8 MPa. This means<br />

withdrawal can take place without<br />

recompression, but pressure reduction<br />

is needed. The heat exchanger need not<br />

to be used because the downstream<br />

temperature due to pressure reduction<br />

(8) is more than 11.92 K above 301.15<br />

K (setpoint temperature). The pressure<br />

and temperature losses in the station<br />

piping (11) and in the meter stream<br />

(12) indicate a pressure of 7 MPa at the<br />

transmission pipeline (national grid).


The output parameters of these<br />

calculations are:<br />

1. Pressure and temperature values<br />

at every relevant component<br />

2. Number of heat exchangers<br />

3. If heat exchangers are needed then<br />

the required boiler energy<br />

4. Number of compressors<br />

5. If compressors are needed then<br />

the required compressor power<br />

Examples<br />

Pressures<br />

A two month period was evaluated. The<br />

head pressures of the three caverns<br />

and the absolute total volume rates are<br />

shown in figure 5. Calculated and measured<br />

pressures before the inlet separators,<br />

after the gas drying unit and after<br />

the meter streams are shown in the next<br />

three figures. For comparison the transmission<br />

pipeline pressure (national grid)<br />

is additionally shown in fig.6 and fig.8.<br />

The results in the figures show that the<br />

pressure calculation for individual components<br />

was very successful for the<br />

first comparison between measured and<br />

calculated values. It can certainly be expected<br />

that the data will be improved by<br />

further calibration of the individual components<br />

based on operational data covering<br />

a wider range of system pressures<br />

and production rates.<br />

Temperatures<br />

The temperature (Fig. 9) calculations do<br />

not yet exhibit agreement similar to that<br />

of the pressure data. Indications of the<br />

large temperature differences point towards<br />

the Joule-Thomson coefficient.<br />

However, this has still to be verified.<br />

Compressor power<br />

The power of two compressors is shown<br />

in the following figure for a brief stabilised<br />

comparison period. The comparison<br />

between the measured and calculated<br />

Time<br />

Fig.5: Wellhead pressures of three test caverns in relation to the total volume rate<br />

Time<br />

Fig.6: Calculated and measured pressures just before the inlet separators<br />

(point (2) in Fig.4) and the transmission pipeline pressure (measured).<br />

Time<br />

Fig.7: Calculated and measured pressures after GDU (point (10) in Fig.4).<br />

11


12<br />

Time<br />

Fig.8: Calculated and measured pressures after meter streams (point (12) in Fig.4).<br />

Time<br />

Fig.9: Calculated and measured temperatures just before the inlet separators (point (2) in Fig.4).<br />

Time<br />

Fig.10: Calculated and measured compressor capacities<br />

values reveals that the chosen approach<br />

for calculating using reference fields was<br />

the right one. However, similar to all the<br />

other components, here too a suitable<br />

adjustment must still be made.<br />

Conclusions<br />

In a first step it has been possible to<br />

successfully integrate the process equipment,<br />

compressors and field piping of a<br />

cavern gas storage facility (Holford storage<br />

operated by E.ON Gas Storage). Of<br />

all the relevant parameters it is the pressure<br />

behaviour in the whole system that<br />

could be predicted the best. For all parameters,<br />

such as pressure, temperature,<br />

compressor capacity and boiler energy,<br />

there is still a need for further calibration.<br />

In other words certain quantities, such as<br />

the pipe friction factor, Joule-Thomson<br />

coefficient and compressor reference<br />

fields, must in terms of their values or algorithms<br />

be better adjusted to fit the real<br />

measured values. obtained only from different<br />

and stable gas storage operation<br />

with different volume flow rates at different<br />

pressure and temperature levels.<br />

Dr. Michael Krieter<br />

References<br />

[1] Brodersen, F., Vosbeck, K., Kemper, J.,NomiX,<br />

A solution to focus on sales-related questions<br />

without disregard of cavern restrictions, Solution<br />

Mining Research Institute ,Fall 2012, Technical<br />

Conference, Bremen, Germany.<br />

[2] Krieter, M., Reitze, A., von Tryller, H., The Development<br />

of Natural Gas Caverns as a Trading<br />

Tool and the Consequences, SMRI Fall Meeting<br />

Leipzig, Germany, 2010.<br />

[3] Dresen, R.: Advanced Systematic Determination<br />

of Underground Gas Storage Salt Cavern<br />

Capacities, SMRI Fall Meeting. Leipzig,<br />

Germa ny, 2010.<br />

[4] Dietzel, F. 1981, Turbinen, Pumpen und Verdichter,<br />

Vogel Verlag,ISBN 3-8023-0130-7<br />

[5] DVGW Arbeitsblatt G499 „Ergas Vorwärmung in<br />

Gasanlagen“, 2007


Markscheidewesen - mehr als nur Risswerke<br />

Vorausberechnung von Bodenbewegungen werden immer wichtiger<br />

Das Dienstleistungsangebot der <strong>SOCON</strong><br />

<strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong> Kavernenvermes-<br />

sung <strong>GmbH</strong> im Bereich des Mark-<br />

scheidewesens umfasst insbe-<br />

sondere die Führung des gemäß<br />

Bundesberggesetz anzufertigenden Risswerks<br />

für Kavernenanlagen sowie die<br />

Durchführung der Oberflächennivellements.<br />

Dazu gehören aber auch alle anderen<br />

markscheiderisch-geodätischen Messungen<br />

sowie die Vorausberechnung von<br />

Bodenbewegungen. Geänderte rechtliche<br />

Rahmenbedingungen und eine<br />

Verringerung der Akzeptanz in der<br />

Bevölkerung im Hinblick auf die Beeinflussung<br />

der Erdoberfläche durch<br />

Kavernenanlagen haben zu einer verstärkten<br />

Nachfrage nach Vorausberechnungen<br />

von Bodenbewegungen geführt.<br />

Alle markscheiderischen Arbeiten werden<br />

mit dem von <strong>SOCON</strong> entwickelten,<br />

rechnergestützten Informationssystem<br />

KARISDAT (Kavernenrisswerk auf der<br />

Grundlage einer Datenbank) durchge-<br />

führt. KARISDAT basiert auf AutoCAD<br />

und wird von der Bergbehörde für eine<br />

EDV-gestützte Risswerkführung akzeptiert.<br />

Durch konsequente Weiterentwicklung<br />

ist KARISDAT zu einem leistungsfähigen<br />

System herangereift, dessen<br />

Einsatzmöglichkeiten weit über die Führung<br />

des gesetzlich vorgeschriebenen<br />

Risswerks hinausgehen. So können beliebige<br />

Auswertungen und kartografische<br />

Darstellungen der unter- und übertägigen<br />

Situation sowie Lagerisse für Bergbauberechtigungen<br />

nach Bundesberggesetz<br />

erstellt werden.<br />

Mit dem Modul KARISDAT-SUB ist eine<br />

Vorausberechnung der zukünftig zu erwartenden<br />

Bodenbewegungen über<br />

Kavernenfeldern möglich. Die Vorausberechnung<br />

basiert auf Einflussfunktionen,<br />

wobei die erforderlichen Parameter (z.B.<br />

Grenzwinkel, spezifische Kavernenkonvergenz<br />

etc.) direkt aus dem Datenbestand<br />

von KARISDAT abgeleitet werden<br />

können. Neben den Senkungen las-<br />

sen sich auch die Bodenbewegungselemente<br />

wie Schieflage, Krümmung,<br />

Horizontalverschiebung sowie Pressung<br />

und Zerrung vorausberechnen.<br />

Für GIS-Anwendungen (Geografisches<br />

Informationssystem) steht mit KARIS-<br />

DAT-GIS ein Modul zur Verfügung, das<br />

auf Autodesk ® Civil 3D, einem AutoCADbasierten<br />

Produkt zum Erstellen von<br />

professionellen GIS-Systemen, aufbaut.<br />

Mit diesem Modul können durch unsere<br />

Software-Entwicklung oder auch vom<br />

Anwender selbst beliebige GIS-Anwendungen<br />

generiert werden. Interessante<br />

und nützliche Anwendungen ergeben<br />

sich hier insbesondere auf der Basis der<br />

im Risswerk enthaltenen Rohrleitungen<br />

sowie bei Integration der Automatisierten<br />

Liegenschaftskarte (ALK) und des<br />

Automatisierten Liegenschaftsbuches<br />

(ALB) bzw. von Daten des amtlichen<br />

Liegenschaftskatasterinformationssystems<br />

(ALKIS).<br />

Dr. Andreas Reitze<br />

13


Kurz notiert • Internationale Aktivitäten<br />

<strong>SOCON</strong> nun mit eigenem Tochterunternehmen in China vertreten<br />

Nach überaus konstruktiven Verhandlun-<br />

gen mit unserem chinesischen Partner<br />

China Salt Jintan Co. Ltd. konnten bereits<br />

Ende 2011 die Verträge zur Gründung<br />

einer Joint Venture Company in<br />

China unterzeichnet werden. Das neue,<br />

juristisch eigenständige Unternehmen<br />

trägt den Namen <strong>SOCON</strong> Cavern Services<br />

Co. Ltd. mit Sitz in Jintan in der Provinz<br />

Jiangsu, in der Nähe der bereits existierenden<br />

und derzeit neu entstehenden<br />

Kavernenfelder. Erwähnenswert ist, dass<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong> <strong>Kavernenvermessung</strong><br />

<strong>GmbH</strong> die absolute Mehrheit an<br />

diesem Unternehmen hält. Die mehrheitliche<br />

Beteiligung eines ausländischen Unternehmens<br />

an einem chinesischen Unternehmen<br />

ist erst seit Kurzem möglich.<br />

Zur Vertragsunterzeichnung waren neben<br />

hochrangigen Vertretern von ChinaSalt<br />

aus Peking auch der Bürgermeister der<br />

Stadt Jintan, der Vorsitzende der lokalen<br />

Gewerbeaufsichtsbehörde sowie weitere<br />

100 Gäste erschienen. Dies verdeutlicht<br />

die Bedeutung der Firmengründung<br />

für China vor dem Hintergrund einer sich<br />

stetig entwickelnden Kavernenindustrie.<br />

Mit einem Tochterunternehmen in China<br />

lassen sich nun unter den dortigen RahmenbedingungenVermessungsdienst-<br />

14<br />

v.l.n.r: Vize-Manager Feng (ChinaSalt), Professor Liang (Universität Nanjing), Ya Chiang (Gewerbeaufsichtsbehörde<br />

der Stadt Jintan), Hartmut von Tryller und Dr. Zhenhe Ma (<strong>SOCON</strong>) sowie die Geschäftsführer<br />

beider Unternehmen Dr. Guan und Dr. Andreas Reitze bei der feierlichen Vertragsunterzeichnung.<br />

leistungen für unsere Kunden effizienter<br />

planen und kurzfristiger ausführen.<br />

Außerdem entfällt das ständige zeit- und<br />

kostenintensive Ein- und Ausführen der<br />

Messausrüstung. Die ersten beiden chinesischen<br />

Mitarbeiter sind bereits eingestellt<br />

und werden entsprechend geschult.<br />

Weiteres <strong>Kavernenvermessung</strong>ssystem nach China ausgeliefert<br />

Neben der Durchführung von <strong>Kavernenvermessung</strong>en<br />

wird von Jintan aus zukünftig<br />

auch der Service und die Wartung<br />

für die an chinesische Kunden verkauften<br />

<strong>Kavernenvermessung</strong>ssysteme erfolgen.<br />

Dr. Andreas Reitze<br />

Im Sommer 2012 ist ein komplettes<br />

System zur <strong>Kavernenvermessung</strong> mit<br />

BSF II Sonden an einen weiteren Kunden<br />

in China fristgerecht ausgeliefert worden.<br />

Der erste Schulungsblock mit den erworbenen<br />

Echosonden und dem CavScan-<br />

Messsystem hat bereits in der Zentrale<br />

in Emmerke stattgefunden.<br />

Die Herren Xiaochao Sun (links) und Bin Wang (Hintergrund)<br />

beim Training mit dem CavScan Messsystem<br />

von <strong>SOCON</strong>, auf das sie von Dr. Zhenhe Ma<br />

und Jörg Burmester geschult wurden.


Kurz notiert • Intern<br />

Neue Mitarbeiter in der Messtechnik und Softwareentwicklung<br />

Unsere Mitarbeiter sind unser wichtigstes<br />

Kapital. Deshalb freuen wir uns<br />

besonders, dass wir wieder zwei neue<br />

Mitarbeiter in unserem Team begrüßen<br />

können:<br />

Für unsere Software- und Entwicklungsabteilung<br />

in Giesen konnten wir Dipl.-<br />

Ing. Stefan Franke als neuen Programmentwickler<br />

gewinnen. Herr Franke hat<br />

am 1. Dezember 2011 seine Tätigkeit bei<br />

der <strong>SOCON</strong> begonnen und ist bereits in<br />

mehrere Entwicklungsprojekte eingebunden.<br />

Die für das neue Vibration Monitoring<br />

System entwickelte Windows ®<br />

Cav Vibration Software hat er programmiert.<br />

<strong>SOCON</strong> ist anerkannter Ausbildungsbetrieb der Industrie- und Handelskammer<br />

Blumenstrauß der neuen Generation: Gebührlicher Empfang für unseren ersten Azubi Patrick Dettmer<br />

Im Februar 2012 wurde nach Prüfung<br />

durch die IHK Hannover das Unternehmen<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong> <strong>Kavernenvermessung</strong><br />

<strong>GmbH</strong> als Ausbildungsbetrieb<br />

anerkannt. Auf die Stellenanzeige für einen<br />

Ausbildungsplatz zum Elektroniker<br />

Dipl.-Ing. Stefan Franke (Softwareentwicklung) Jörn Düselder (Messtechnik Wiesmoor)<br />

Zur Verstärkung für unsere Außenstelle der Messtechnik eingeweiht. Wir wün-<br />

in Wiesmoor wurde zum 1. August 2012 schen unseren neuen Mitarbeitern eine<br />

Herr Jörn Düselder als neuer Messtech- erfolgreiche Zukunft bei <strong>SOCON</strong> und<br />

niker eingestellt. Herr Düselder hat schon freuen uns auf ihre tatkräftige Unterstüt-<br />

zahlreiche Messeinsätze begleitet und zung.<br />

wird nach und nach in die „Geheimnisse“<br />

Oliver Busjahn<br />

für Geräte und Systeme meldeten sich<br />

eine Vielzahl von Bewerbern. Nach einer<br />

Vorauswahl wurden einige von ihnen zu<br />

einem Eignungstest geladen. Unter Berücksichtigung<br />

der Testergebnisse und<br />

persönlicher Gespräche fiel die Wahl auf<br />

Herrn Patrick Dettmer. Herr Dettmer hat<br />

seine Ausbildung am 3. September 2012<br />

begonnen und wurde zunächst dem Bereich<br />

Sondenbau zugeordnet.<br />

Karl-Heinz Knospe<br />

15


Abwärts: Mit dem CavLift auf Untertagereise<br />

Das „Cavern Inspection Module“ auf dem Kavernenspeicher Etzel<br />

Wie bereits in der letzten Ausgabe an-<br />

gekündigt, ist der Bau des Kavernenfahr-<br />

stuhls „CavLift“ von <strong>SOCON</strong> abgeschlos-<br />

sen. Im September 2011 erfolgte bereits<br />

seine erste Jungfernfahrt. Am Tag der<br />

offenen Tür auf dem Kavernenspeicher<br />

in Etzel hatten die Besucher die Möglichkeit,<br />

mit dem <strong>SOCON</strong> CavLift einen<br />

virtuellen Blick in das riesige Kavernenspeicherareal<br />

zu werfen. Vielen überwiegend<br />

ortskundigen Besuchern eröffnete<br />

sich zum ersten Mal eine Vorstellung von<br />

den Dimensionen eines Kavernenfeldes.<br />

Bei seinem ersten Einsatz erwies sich<br />

16<br />

der CavLift als ein absolutes Highlight.<br />

Im Vorzelt wurden die Gäste vor ihrer<br />

Fahrt mit Schutzhelm, Lebensrettern und<br />

Spuckbeuteln ausgestattet. Damit es für<br />

die wartenden Passagiere während der<br />

13-minütigen Untertagereise nicht zu<br />

langweilig wurde, reichte man Kekse und<br />

stimmte sie mit einem Sicherheitsfilm<br />

auf die Kavernenfahrt ein. Die Spannung<br />

war vielen Besuchern anzusehen, denn<br />

es hatte sich mitunter sogar das Gerücht<br />

verbreitet, man würde „mit dem grünen<br />

Container“ tatsächlich in die Tiefe fahren.<br />

Im September 2011 wurde nach lan-<br />

ger Vorplanung von Hartmut von<br />

Tryller der CavLift fertiggestellt und fährt<br />

seitdem auf dem Gelände der Zentrale<br />

regelmäßig Untertage. Für die richtige<br />

Atmosphäre sorgt dabei die solide Innenausstattung<br />

und das für jeden Kunden<br />

individuell abstimmbare Programm. Der<br />

CavLift ist kein klassisches Fahrgeschäft.<br />

Für Messen oder die Öffentlichkeitsarbeit<br />

von Kavernenbetreibern lässt sich jedoch<br />

damit das Prinzip und die Dimension<br />

einer Kaverne bzw. eines Kavernenfeldes<br />

eindrucksvoll vermitteln.<br />

Szenen der Untertagereise<br />

„Ihr Reisevehikel für diese Erlebnisreise<br />

ist ein betagter, ausgedienter und<br />

schon ein fast klappriger Förderkorb von<br />

<strong>SOCON</strong> - was das auch immer heißen<br />

mag und welche Risiken damit verbunden<br />

sind.“ Mit diesen Worten wurden<br />

die Fahrgäste von Marcel Reich-Ranicki,<br />

alias Gerald Kollek vor der Seilfahrt begrüßt.<br />

Natürlich musste auch Norbert<br />

Blüm seinen Senf dazu geben, bis sich<br />

anschließend die akustischen Begleiter<br />

Sarah Sorgenreich und Klaus Ohnesorge<br />

zu Wort meldeten und die Mitreisenden


über die Gefahren einer Kavernenexkursion<br />

eingehend informierten. Die<br />

<strong>SOCON</strong>-Kollegen Axel Heuer und Jens<br />

Tegtmeyer kümmerten sich derweil<br />

um die Wartung und Pflege des Cav-<br />

Lifts - dabei wurde spürbar geschraubt,<br />

geputzt und justiert. Nach Abschluß der<br />

Wartungsarbeiten wurde das Tragseil<br />

gespannt und dann ging es auch gleich<br />

abwärts. Über Kabinenansagen wurde<br />

der Fahrgast über die Teufe und die einzelnen<br />

Gesteinsschichten informiert. Damit<br />

begann eine kleine Entdeckungsreise<br />

durch einen großen Untertagespeicher<br />

mit zahlreichen Kavernen, wobei ein Exemplar<br />

auf „sanfte“ Weise vom Sumpf<br />

bis zum Dach durchfahren wurde. Dieser<br />

Für den Betrieb auf öffentlichen Veran-<br />

staltungen, Messen oder Meetings kann<br />

der CavLift durch vorhandene Strom- und<br />

Druckluftinstallationen oder völlig autark<br />

betrieben werden. Für die Seilfahrt<br />

kann jede beliebige Kaverne abhängig<br />

vom aktuellen Bauzustand virtuell befahren<br />

werden. Das Gittermodell des<br />

Kavernenspeichers wird aufgearbeitet<br />

und als Filmsequenz gerendert. Die Bewegungsabläufe<br />

der Animation werden<br />

mit der Steuerungselektronik des CavLift<br />

Abschnitt verdeutlichte insbesondere die<br />

Dimensionen einer Kaverne und machte<br />

das 3D-Ergebnis jahrelanger Aussolungsarbeiten,<br />

die von <strong>SOCON</strong> messtechnisch<br />

begleitet wurden, erstmalig erlebbar.<br />

Mit einem abschließenden Überblick<br />

über die gesamte Kavernenanlage ging<br />

es wieder aufwärts zurück zur Basisstation,<br />

in der bereits die neuen Fahrgäste<br />

mit zitternden Knien auf ihre Mitfahrt<br />

warteten. Als kleines Andenken konnte<br />

sich jeder Besucher einen fabrikneu gefalteten<br />

„Spuckbeutel“ mit der Aufschrift<br />

„Glückauf“ mit nach Hause nehmen,<br />

denn zu unserer Zufriedenheit blieben<br />

sie bei dem ersten, störungsfreien Cav-<br />

Lift - Einsatz allesamt ungenutzt.<br />

Die Entstehung einer virtuellen Reise in unterirdische Welten<br />

synchronisiert und mittels pneumatisch<br />

betriebener Zylinder auf den Container<br />

übertragen. Eine Kavernenfahrt dauert<br />

in der Regel ca. 10 Minuten. Ein umfangreiches<br />

Untertage-Geräuscharchiv fließt<br />

in die Produktion mit ein; sie kann in<br />

Zusammenarbeit mit dem Kunden bis in<br />

das kleinste Detail abgestimmt werden.<br />

Dazu gehört auch die Fahrt durch die unterschiedlichen<br />

Gesteinsschichten und<br />

Formationen, an der Kavernenwand entlang<br />

bis zum mit Sole gefüllten Sumpf.<br />

Die Visualisierung der Seilfahrt wird vollständig<br />

dreidimensional modelliert und<br />

mithilfe einer speziellen Software texturiert,<br />

beleuchtet und mit Effekten versehen.<br />

Eine stereoskopische Darstellung<br />

der Kavernentour wird auf Wunsch umgesetzt.<br />

Selbstverständlich besteht für<br />

interessierte Kunden auch die Möglichkeit<br />

zu einer Probefahrt auf dem <strong>SOCON</strong>-<br />

Gelände.<br />

Christian Hartlep<br />

17


Kundenseminare bei <strong>SOCON</strong><br />

Im Rahmen des Dienstleistungsange-<br />

botes steht die <strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong><br />

<strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong> bereits<br />

seit ihrer Gründung in 1991 als Kommunikationszentrum<br />

für die zuständigen<br />

Vertreter der Kavernenbetreiber und<br />

Bergbehörden, Ingenieure, Techniker<br />

und alle an Fragen aus dem Bereich des<br />

Kavernenumfeldes Interessierten zur<br />

Verfügung. In diesem Zeitraum haben<br />

regelmäßig Veranstaltungen und Seminare<br />

stattgefunden, die vor allem den<br />

Themenkomplex „Kaverne und Hohl-<br />

18<br />

Vorschau auf 2013<br />

raum“ betrafen. Hierbei erstreckte sich<br />

das Spektrum der Vorträge von der echometrischen<br />

Überwachung von Kavernen<br />

und geophysikalischen Messmethoden<br />

über aktuelle Aufgabenstellungen aus<br />

dem Bereich des Kavernenbaus und<br />

–betriebs bis hin zur Vorstellung aktueller<br />

Softwareentwicklungen aus den<br />

verschiedenen Abteilungen der <strong>SOCON</strong>.<br />

Darüber hinaus wurden Seminare zu<br />

speziellen Themen aus den Bereichen<br />

Markscheidewesen und GSOS (Gasspeicher<br />

– Optimierung & Service) so-<br />

wie Exkursionen mit der Befahrung von<br />

Bergwerken und Kavernen veranstaltet.<br />

Die Vorträge werden in gewohnt lockerer<br />

Folge durchgeführt. In den Pausen<br />

ist ausreichend Zeit für Diskussionen,<br />

Kontakte und Gespräche zwischen<br />

den Teilnehmern. Natürlich stehen<br />

auch die Mitarbeiter unseres Hauses<br />

für Fragen und einen Rundgang durch<br />

unsere Betriebsstätte zur Verfügung.<br />

Wir freuen uns auf die bevorstehenden<br />

Seminare und über Ihr Kommen!<br />

Voraussichtlich im Mai 2013 wird <strong>SOCON</strong> wieder eine viertägige Exkursion ins Salzkammergut<br />

und ins Berchtesgardener Land inklusive Befahrung einer soltechnisch hergestellten Kaverne<br />

anbieten. Sobald der Termin endgültig feststeht, werden wir diesen in einem Rundschreiben<br />

und auf unserer Internetseite www.socon.com bekannt geben.


Seminarprogramm 2012<br />

Die Termin- und Themenübersicht<br />

Seminar I / 2012<br />

Donnerstag, 20. September 2012<br />

<strong>Kavernenvermessung</strong>en als Grundlage für gebirgs-<br />

mechanische Berechnungen und Modellierungen<br />

10:00 Uhr Begrüßung und Einführung<br />

(Dr. Andreas Reitze)<br />

10:15 Uhr Echometrische <strong>Kavernenvermessung</strong>en<br />

als Basis für gebirgsmechanische<br />

Berechnungen<br />

(M.Sc. Timo Stahl, <strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong><br />

<strong>Control</strong> <strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong>)<br />

10:45 Uhr Besonderheiten von <strong>Sonar</strong>vermessungen<br />

in der Kaverne SCH1 / Österreich<br />

(Dipl. Geophys. Frank Haßelkus,<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong><br />

<strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong>)<br />

11:15 - 11:30 Uhr Kaffeepause<br />

11:30 Uhr Dreidimensionale, dynamische<br />

geomechanische Modellierung eines<br />

Solkavernenfeldes unter Verwendung<br />

echometrischer Vermessungsdaten<br />

12:45 - 14:00 Uhr Mittagspause<br />

Gemeinschaftsvortrag:<br />

Dr. Stefan Kellerbauer<br />

Geologie und Geotechnik,<br />

Reinhard Huber<br />

müller+hereth, Ingenieurbüro für<br />

Tunnel und Bergbau <strong>GmbH</strong>,<br />

Dr. Lothar te Kamp<br />

Itasca Consultants <strong>GmbH</strong><br />

14:00 Uhr Von der Vermessung zur gebirgsmechanischen<br />

Modellierung und Interpretation<br />

(Dr. Dirk Zander-Schiebenhoefer,<br />

KBB Underground Technologies <strong>GmbH</strong>)<br />

14:45 Uhr 3D-Analyse von <strong>Kavernenvermessung</strong>en<br />

zur Ermittlung teufenabhängiger<br />

Konvergenz<br />

(Dr. Michael Krieter, Dr. Zhenhe Ma,<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong><br />

<strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong>)<br />

15:30 Uhr Seminarende / Kaffee und Kuchen<br />

Anmeldeschluss: 07.09.2012 Seminargebühr: 100 EUR zzgl. USt.<br />

Seminar II / 2012<br />

Donnerstag, 22. November 2012<br />

Auswirkungen und Bedeutung der Energiewende<br />

auf den Bau und Betrieb von Speicherkavernen<br />

10:00 Uhr Begrüßung und Einführung<br />

(Dr. Andreas Reitze)<br />

10:15 Uhr Power-2-Gas: Zukünftige Nutzung von<br />

Gaskavernen und Umwandlung gasförmiger<br />

Medien in elektrische Energie<br />

(Fritz Crotogino, KBB Underground<br />

Technologies <strong>GmbH</strong>)<br />

11:00 Uhr Vorstellung des Informationssystems<br />

Salzstrukturen zur Speicherung von erneuerbaren<br />

Energien (InSpEE-Projekt)<br />

(Stephanie Fleig, Bundesanstalt für<br />

Geowissenschaften und Rohstoffe)<br />

11:15 - 11:30 Uhr Kaffeepause<br />

11:30 Uhr Untertage Pumpspeicherung (UPS)<br />

mittels Sole und Druckluft<br />

(Dr. Wolfgang Littmann, Consulting<br />

Reservoir Engineering)<br />

12:15 Uhr Besonderheiten echometrischer<br />

Hohlraumvermessungen in gasförmigen<br />

Medien wie CH 4 , N 2 und H 2<br />

(Dr. Andreas Reitze, Frank Haßelkus,<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong><br />

<strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong>)<br />

12:45 - 14:00 Uhr Mittagspause<br />

14:00 Uhr Permanente Verfahren für Bohrungs-<br />

und Kavernenmonitoring zur Überwachung<br />

und Optimierung des intensivierten<br />

Speicherbetriebs<br />

(Dr. Ralph Dresen, Well Integrity<br />

Services Engineering)<br />

14:45 Uhr Schädigungs- und Verheilungseffekte<br />

bei der zyklischen Belastung von Steinsalz<br />

und ihre Berücksichtigung bei der<br />

Tragwerksanalyse von Gaskavernen<br />

(Priv.-Doz. Dr. Uwe Düsterloh,<br />

Technische Universität Clausthal)<br />

15:30 Uhr Seminarende / Kaffee und Kuchen<br />

Anmeldeschluss: 09.11.2012 Seminargebühr: 100 EUR zzgl. USt.<br />

ANMELDUNG: Bitte senden Sie uns Ihre verbindliche Anmeldung schriftlich unter Angabe des Kennwortes „<strong>SOCON</strong>-Seminar */2012“ mit den Namen der Teilnehmer<br />

Ihres Unternehmens zu. Anschließend erhalten Sie eine Anmeldebestätigung. Die Anmeldungen werden grundsätzlich in der Reihenfolge des Eingangs berücksichtigt.<br />

VERANSTALTUNGSORT: Zentrale <strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong> <strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong> • Windmühlenstraße 41 • 31180 Giesen OT Emmerke<br />

19


Erfassung physikalischer Parameter sowie<br />

Probennahmen in Flüssigkeiten und Gas<br />

Herausgeber:<br />

<strong>SOCON</strong> <strong>Sonar</strong> <strong>Control</strong><br />

<strong>Kavernenvermessung</strong> <strong>GmbH</strong><br />

Windmühlenstrasse 41<br />

31180 Giesen OT Emmerke/Deutschland<br />

Tel.: +49 5121 998 19 - 0<br />

Fax.:+49 5121 998 19 - 88<br />

info@socon.com<br />

www.socon.com<br />

Echometrische Vermessungen mit Ultraschall- und<br />

Lasersystemen in flüssigen & gasförmigen Medien<br />

Kontinuierliche Interface-, Druck- und Temperaturerfassung<br />

für Dichtheitstests (SoMIT - Verfahren)<br />

Interface-Bestimmungen mit Impuls-Neutron-<br />

Gamma- und Gamma-Gamma-Messungen<br />

Seminare und Schulungen<br />

Redaktionsteam:<br />

Dr. Andreas Reitze<br />

Frank Haßelkus<br />

Gestaltung & Satz:<br />

Christian Hartlep<br />

Markscheiderische Messungen, Risswerkführung<br />

und Bodenbewegungsvorausberechnung<br />

Wissenschaftliche Beratung und Software zur<br />

Optimierung der untertägigen Gasspeicherung<br />

Kundenspezifische Hardware- und<br />

Softwareentwicklungen<br />

<strong>ECHONews</strong><br />

3D-Visualisierung und Animation<br />

Autoren:<br />

Oliver Busjahn<br />

Hajo David<br />

Henning Engelke<br />

Stefan Franke<br />

Klaus-Jürgen Gotthardt<br />

Christian Hartlep<br />

Karl-Heinz Knospe<br />

Dr. Michael Krieter<br />

<strong>SOCON</strong>

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