Geothermal drilling: High-power laser weakens and fractures hard rock

15.02.2019 9.35

Geothermal heat is a renewable energy source, low in emissions and capable of assuming part of the base load in the energy mix. When drilling deep into the earth's crust, the temperature rises by an average of about three degrees Celsius per 100 meters. However, in deep geothermal drilling the drill bits encounter different materials, including hard rock.

Hard rock can only be drilled with low rates of penetration and the drill bit wears more quickly. The cost can be pro-hibitive, frequently preventing investors from going ahead with deep geother-mal projects. The Fraunhofer IPT has therefore developed a method for laser-assisted mechanical drilling of hard rock. Scientists from the Fraunhofer IPT have joined forces with partners in the "LaserJetDrilling" research project and successfully tested this technique in field trials.

In the newly developed process, the researchers equipped the mechanical drill with a high-performance laser whose energy is guided onto the rock via a water-jet. This makes it possible to weaken the material immediately before the drilling process takes place and facilitates subsequent mechanical removal by the drilling tool. The water-jet not only guides the laser beam to the rock face, but also prevents contamination and damage of the sensitive laser optics.

In order to increase the rate of penetration of the drill bit and to preserve its cutting edge, it is necessary to introduce additional energy into the borehole. Since different and often unpredictable materials have to be processed as the drilling depth increases, the flexible adjustment of the laser output power makes it a particularly efficient tool.

Successful tests of the hybrid tool

In the machine shop at the Fraunhofer IPT, the researchers in Aachen have set up a test rig with a laser capable of an optical output of up to 30 kilowatts. In laboratory tests, the project partners tested the process and made preparations for its transfer to the actual application: The laser weakened sandstone, granite and quartzite, all of which are hard rocks with a strength of more than 150 megapascals, by up to 80 percent.

In the next step, the engineers used the laser on the drilling rig in a specially developed drill string and, in collaboration with the International Geothermal Centre Bochum, successfully tested the new tool under realistic conditions in field trials.

In future research projects, the partners intend to further enhance the distribution of the laser power and add digital sensors to the hybrid tool in order to obtain feedback from the drilling process and thus to be able to react to changes along the drilling path.

Cost-effective geothermal drilling for the production of regenerative energy

The powerful drilling system will help to reduce the cost of deep geothermal drilling in the future and enable geothermal energy to be exploited as an inexhaustible energy source. This form of energy can take over part of the base load in the energy mix and can support other renewable sources such as sun, wind and water in a comparatively environmentally friendly compared to fossil fuels.

Project Consortium
  • Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, Aachen
  • GZB International Geothermal Centre Bochum e.V.
  • Herrenknecht Vertical GmbH, Schwanau, Germany
  • IPG Laser GmbH, Burbach, Germany
  • KAMAT Pumpen GmbH & Co KG, Witten, Germany
  • Synova S.A. (associated partner), Duillier, Switzerland
The LaserJetDrilling research project was funded by the Federal Ministry for Economics Affairs and Energy (BMWi) and supervised by the PTJ (funding number: 0325784A).
23.04.2024 11.11Trelleborg esittelee viimeisimmät rengasinnovaatiot Intermat Construction Fair -messuilla Pariisissa, Ranskassa 24.-27. huhtikuuta
21.04.2024 11.00Pohjoinen Teollisuus -suurtapahtuma on tiukasti teollisuuden ajan hermoilla
19.04.2024 21.00KATSO TÄSTÄ MAAMESS 2024 -LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
19.04.2024 11.00Metso tukee kaivostoiminnan kestävää kehitystä Chilessä ja esittelee ainutlaatuisen kiertotalousratkaisun myllynvuorausten kierrätykseen
17.04.2024 10.05Työkoneiden vuokramarkkinan odotetaan supistuvan tänä vuonna - Kasvun povataan alkavan ensi vuonna
16.04.2024 9.00Pyhäsalmen kaivoksen aurinkopuiston rakentaminen alkaa
15.04.2024 9.00Wihuri Teknisen Kaupan jälkimarkkinoinnissa keskitetään palveluja
13.04.2024 12.00Tamtron Group Oyj tuo markkinoille mullistavan AI-pohjaisen automaattisen materiaalien tunnistusjärjestelmän
12.04.2024 23.00KATSO TÄSTÄ MANSEN MÖRINÄT LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
09.04.2024 9.00Rototiltin varmatoimiset ja virheettömät tuotteet helpottavat työtä ja tekevät siitä tehokkaampaa
05.04.2024 21.00KATSO TÄSTÄ 5.4. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
03.04.2024 11.00Metso ja Almalyk MMC allekirjoittivat raamisopimuksen suuren kuparisulaton toimittamisesta Uzbekistaniin
02.04.2024 7.00Seppo Voutilainen nimitetty Terrafamen toimitusjohtajaksi
29.03.2024 20.11KATSO PÄÄSIÄISEN LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
28.03.2024 15.00Rakentamisen liikevaihto laski vuoden 2024 helmikuussa 11,4 % vuodentakaisesta
28.03.2024 8.30Sandvik esittelee 800i-sarjan kartiomurskaimet uusilla automaatio-ominaisuuksilla
26.03.2024 9.00Markus Ritala nimitetty Sajas Groupin toimitusjohtajaksi
25.03.2024 11.00KH-Koneet Group vahvistaa jälleenmyyjäverkostoaan Ruotsin markkinoilla
22.03.2024 23.11KATSO 22.3. LÄHETYS VILLISTÄ LÄNNESTÄ TURUSTA! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
22.03.2024 10.00Malminetsinnän ja kaivostoiminnan investoinnit kasvoivat 2023
20.03.2024 9.00Terrafame 2023: Liiketulos heikkeni haastavassa markkinassa, perustuotanto jatkui lähellä ennätystasoa
19.03.2024 19.00Steelwrist esittelee kolmannen sukupolven kauhanpyörittäjät ja tuo markkinoille kokonaan uudet pyörivät liittimet sekä laajan valikoiman uusia työlaitteita
18.03.2024 11.00Kiinteistön ylläpidon kustannukset nousivat 5,5 % vuoden 2023 aikana
15.03.2024 20.00KATSO 15.3. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
14.03.2024 11.00Henning Have: "Siksi käytän Rototilt R2:ta pienemmissä koneissa"
12.03.2024 11.00Rakennuskustannukset pysyivät ennallaan vuoden 2024 helmikuussa vuodentakaisesta
10.03.2024 14.00Katso video kaivukoneiden lumenveiston SM-kisoista Juupajoelta
08.03.2024 20.00KATSO TÄSTÄ 200. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
04.03.2024 13.30Kubotan maataloustraktorit Matekon tuotevalikoimaan
04.03.2024 8.00Kaivinkoneiden lumenveiston SM-tittelit 2024 ratkaistaan ensi lauantaina 9.3. Juupajoella - lähde mukaan hienoon koko perheen tapahtumaan
01.03.2024 19.00KATSO TÄSTÄ 1.3. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
28.02.2024 12.22Matekon Seinäjoen toimipisteessä tapahtuu - uutta voimaa myyntiin ja Konepäivät tulossa!
28.02.2024 8.00Maarakennusalan kustannukset nousivat vuoden 2024 tammikuussa 1,0 % vuodentakaisesta
27.02.2024 17.00KATSO VIDEO! Dinolift 50 vuotta - Pitkäaikainen yhteistyö Rotatorin kanssa
24.02.2024 11.00Metso toimittaa keskeistä murskaus- ja jauhatustekniikkaa australialaiseen kultakaivokseen
23.02.2024 18.00KATSO TÄSTÄ 23.2. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
23.02.2024 14.00engcon lanseeraa tärylevyn uuteen kokoluokkaan
22.02.2024 11.00Kaivosteollisuus ry:n EDI-työkalu on nyt julkaistu
20.02.2024 15.00Karjalan ja Savon ratojen parantaminen aloitettava pikaisesti
20.02.2024 12.00Nimitykset: Tuomas Hietanen ja Petteri Karttunen vahvistaa Suomen Rakennuskoneen myyntitiimiä
19.02.2024 16.00Myönnettyjen rakennuslupien kuutiomäärä väheni vuoden 2023 loka-joulukuussa 27 % vuodentakaisesta
16.02.2024 21.00KATSO TÄSTÄ 16.2. TALVITIEPÄIVÄT ERIKOISLÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
13.02.2024 11.00Talvitiepäivillä suomalaista talvikunnossapidon kalustoa ja tiealan asiantuntijaseminaari 14.2.-15.2.2024
13.02.2024 10.00Lahti ja Hollola ehkäisevät jäte- ja hulevesitulvia yhteistyöhankkeella
12.02.2024 9.00Anglo American ja Suomen Malmijalostus selvittävät suomalaisen akkuarvoketjun mahdollisuuksia
10.02.2024 9.00RealMacinery laajentaa Mecalac edustustaan kaivukoneisiin
09.02.2024 20.33KATSO TÄSTÄ 9.2. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
08.02.2024 11.40Metsolta uusi sovellus murskaimien ja -seulojen etäohjaukseen
06.02.2024 14.00Metallinjalostajat ry: EU:n uudet 2040 ilmastotavoitteet korostavat investointien tärkeyttä
05.02.2024 10.00Kestävää kaivososaamista viedään Suomesta ja Ruotsista Yhdysvaltojen tuella - Minearc-projekti julkistettiin
03.02.2024 12.00Onko tässä Suomen kansainvälisin jälleenmyyjäkokous?
02.02.2024 23.00KATSO TÄSTÄ 2.2. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
31.01.2024 11.00Asuntotuotannon käynnistämiseen Suomessa tarvitaan valtiontukea
30.01.2024 12.00LUE TÄSTÄ! Talven jättikokoinen Metsäalan Ammattilehti on ilmestynyt - mukana Hydrauliikka teema
30.01.2024 11.00SSAB julkisti vuoden 2023 tilinpäätöstiedotteensa
29.01.2024 12.00Länsi-Suomen Avant-keskus avaa ovensa helmikuussa Liedossa
26.01.2024 22.00KATSO TÄSTÄ 26.1. LÄHETYS! Kooste Kuopion Konepäiviltä - Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
24.01.2024 13.56Aki Laakkio sanoo säästävänsä rahaa Leican-koneohjausjärjestelmällä
24.01.2024 9.33Pasi Virta nimitetty Rotatorin operatiiviseksi johtajaksi
23.01.2024 11.00YIT:n ja NRC Group Finlandin työyhteenliittymä valittu rakentamaan Espoon kaupunkirataa
22.01.2024 10.00Tampereen Energia valitsi Caverionin toteuttamaan putkistourakan biovoimalaitoksella
19.01.2024 21.00KATSO TÄSTÄ 19.1. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
19.01.2024 9.30Janne Mäihäniemi mukaan Aari Rahoituksen tiimiin
17.01.2024 11.14Steelwrist tuo keväällä markkinoille uuden kolmannen sukupolven kauhanpyörittäjämalliston
15.01.2024 11.00EV Metals Group solmi puitesopimuksen Metson kanssa Saudi-Arabiaan rakennettavan litiumkemikaalitehtaan keskeisenä teknisenä kumppanina
12.01.2024 21.30KATSO TÄSTÄ 12.1. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
11.01.2024 9.00Rakentamisen liikevaihto laski vuoden 2023 marraskuussa 6,8 % vuodentakaisesta
10.01.2024 13.00GRK on valittu toteuttamaan Espoon kaupunkiradan ensimmäistä alueurakkaa
08.01.2024 11.00Metso toimittaa murskausteknologiaa kahteen kuparikaivokseen Keski-Aasiassa
07.01.2024 12.00Kaivinkoneen kuljettaja Eira, 22, on tärkeä Rototiltin tuotekehitykselle
05.01.2024 18.00KATSO TÄSTÄ 5.1. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
04.01.2024 10.20Metso toimittaa neljä murskausasemaa Etelä- ja Pohjois-Amerikkaan
03.01.2024 9.25Aari Rahoitus Oy vahvisti tiimiään
02.01.2024 14.29Virolaisyritys osti JCB -työkoneiden maahantuoja Matekon
01.01.2024 15.001 360 456 kertaa kiitos!
30.12.2023 9.33Rakentamisen liikevaihto laski vuoden 2023 marraskuussa 9,9 % vuodentakaisesta
29.12.2023 18.00KATSO TÄSTÄ 29.12. VUODENVAIHTEEN LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet
27.12.2023 8.00Future Tech Service (FTS) ja Metso solmivat jakelusopimuksen Etelä-Koreassa
25.12.2023 11.00Mineraaliklusterin yhteisöverot nousivat 415 miljoonaan euroon
22.12.2023 21.00KATSO TÄSTÄ - Hyviä uutisia! joululähetys 2023 - mukavia tarinoita kuljetus, maarakennus ja metsäalan alan toimijoilta
21.12.2023 9.00Maarakennusalan kustannukset nousivat vuoden 2023 marraskuussa 3,2 % vuodentakaisesta
19.12.2023 12.00"Kehitys kulkee ja me menemme sen mukana" - L5 Navigation hyvä valinta VM Suomalaiselle
15.12.2023 21.00KATSO TÄSTÄ 15.12. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
14.12.2023 12.00Rakentamisen liikevaihto laski vuoden 2023 lokakuussa 6,8 % vuodentakaisesta
13.12.2023 9.50Koneohjauksen uusi ulottuvuus
10.12.2023 11.00Skanska ja Metropolia Ammattikorkeakoulu sinetöivät pitkään jatkuneen kumppanuuden työelämäyhteistyösopimuksella
08.12.2023 20.00KATSO TÄSTÄ 8.12. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
07.12.2023 11.00Volvo Construction Equipment parantaa lataamisen joustavuutta siirrettävällä Power Unit -yksiköllä
07.12.2023 9.00Ruukkiin kuuluva Plannja tarjoaa ensimmäisenä Skandinaviassa kattoja fossiilivapaasta teräksestä
06.12.2023 11.00Rakentamisen liikevaihto laski vuoden 2023 lokakuussa 6,6 % vuodentakaisesta
05.12.2023 14.00Rototiltin ohjainkahvoille palkinto hyvästä muotoilusta - jo kolmatta kertaa
05.12.2023 10.00Jyväskylän kaupunki vahvistaa kiertotalousmallia sekä kaupunkiorganisaatiossa että alueellisesti
04.12.2023 11.00Huipputehokas betonin kierrätysmurskain on myös ympäristöystävällinen
02.12.2023 13.00Maatori Oy laajentaa omistuspohjaansa
01.12.2023 20.00KATSO TÄSTÄ 1.12. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
01.12.2023 9.00RealMachineryn uusi edustus McCloskey tuo kokonaispalveluratkaisut kivenmurskaukseen
29.11.2023 11.34Väitös: Kuvaan perustuvia mittauksia voidaan hyödyntää raskaan kaluston puomeissa
29.11.2023 8.00Avesco Used Day 2023 nyt perjantaina 1.12. Keravalla - lähde edullisille konekaupoille
28.11.2023 11.00Kiinteistönhoito-Keskiviikko 29.11.2023 klo 10-14 huomenna Helsingin Tattarisuolla
27.11.2023 10.00Metso vahvistaa kaivosalan huoltokapasiteettia Arizonassa Yhdysvalloissa laajentamalla huoltokeskusta ja tarjoamalla korkealuokkaisia koulutuspalveluita

Näytä lisää »