Simulation mehrlagiger Gewebe verbessert die Filtertechnik

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Auf dieser Basis lässt sich innerhalb kurzer Zeit ein Gewebe oder ein Gewebepaket mit den jeweils optimalen Filtrationseigenschaften definieren. Anschließend wird bei Bedarf ein entsprechender Prototyp hergestellt und im Laborversuch getestet.

Simulation erstmals auf mehrlagig gewebte Filtergewebe übertragen

Jetzt ist es GKD gelungen, mit dem System Weave Geo dieses Verfahren auch auf mehrlagig gewebte Filtergewebe zu übertragen. Mehrlagige Gewebe vereinen die Vorteile verschiedener Gewebetypen in einem Medium.

So ermöglicht die Kombination aus monofilen Edelstahldrähten und metallischen Fasern sowohl eine Oberflächen- als auch eine Tiefenfiltration in einem Medium. Neuartige Gewebekonstruktionen verbinden erhöhte Flexibilität, mechanische Festigkeit, hohe Durchsatzraten bei gleichzeitigem niedrigerem Differenzdruck sowie eine absolut gleichmäßige Porenverteilung (Bilder 2 und 3 – siehe Bildergalerie).

Mehrlagige Filtergewebe in acht Abstufungen herstellbar

Eine im System hinterlegte Gewebepatrone beschreibt die Richtung des Kettdrahts. Dadurch können nicht nur Mehrlagengewebe, sondern auch Seile – inklusive Schlaglänge, Schlagrichtung und Litzen – schnell konstruiert und generiert werden. Speziell für das Sand Control Business im Offshoregeschäft stellt GKD mithilfe der 3D-Simulation zum Beispiel mehrlagige Gewebe in acht verschiedenen Abstufungen im Bereich von 60 bis 600 μm für sehr unterschiedlichse Anwendungen her.

So kommen dort verschiedene Kombinationen aus KPZ-Geweben, glatten Tressen, Köpertressen und Quadratmaschengewebe zur Anwendung – als Sand Control Screens bei der Offshoreölgewinnung. Durch Filtration von Sand und Festkörpern schützen sie die Ölpipelines vor Beschädigung und beugen Produktionsausfällen vor. Je nach den Bedingungen vor Ort werden unterschiedliche Gewebefeinheiten verarbeitet, die jeweils ein Optimum zwischen der benötigten Filtrationsfeinheit und dem filtrationsbedingten Druckverlust darstellen.

Zur virtuellen Modellierung der projektbezogenen optimalen Gewebekonstruktion des Sandverhaltens werden Angaben zu den physikalischen Eigenschaften der Festkörper in das Programm eingespeist und ausgewertet. Mit dem Ausbau des weltweit exklusiven Features „Gewebe mittels Eingabe über Gewebepatronen generieren“ ist GKD nun in der Lage, gänzlich neue mehrlagige Gewebebindungen und -konstruktionen zu kreieren.

* Dipl.-Ing. Markus Knefel (MBA) ist im Bereich Forschung und Entwicklung bei der GKD-Gebr. Kufferath AG in 52353 Düren tätig

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