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Wie bohrt man tiefe Löcher? Teil 2

So, im ersten Artikel hatte ich schon geschrieben, wie der Bohrer an sich technisch funktioniert. In diesem Artikel, gehe ich auf die Spülflüssigkeit und den Bohrvorgang an sich ein. In den Kommentaren vom ersten Post, kannte sich jemand mit dem Thema aus und hat darauf hingewiesen, dass die Bohrköpfe ganz gerne mal stecken bleiben. Darauf und auf einige andere typischen Probleme werde ich auch noch eingehen.

Dann mal los

Beginnen wir mit der Spülflüssigkeit:

Die Spülflüssigkeit muss eine große Dichte aufweisen, daher wird das Wasser mit einigen Zusatzstoffen wie Barytmehl, Ölen oder Paraffin versetzt. Dies geschieht in großen Mischkesseln. Die Flüssigkeit spielt eine zentrale Rolle beim Tiefbohren. Sie muss gleich mehrere Aufgaben erfüllen:

1. Sie kühlt den Meißel, dieser ist durch die hohe Drehzahl und dem Druck einer riesigen Belastung ausgesetzt. Würde er nicht gekühlt, würde er sofort ausglühen und wäre unbrauchbar. Das Problem an einem kaputten Meißel ist, er muss wieder aus dem Bohrloch raus. Wie das geht könnt ihr weiter unten lesen.
2. Sie hilft dem Meißel, durch die extrem hohe Austrittsgeschwindigkeit von 100 Meter pro Sekunde und dem enorm hohen Druck von 250 bar (Aus dem Wasserhahn kommen 4 bar, versucht mal den Strahl mit der Hand zu stoppen) spült sie das Gestein einfach weg. Da ihre Dichte durch die chemischen Zusätze enorm erhöht wurde, ist wesentlich schwerer als Wasser. Sogar schwerer als das Gestein. Was das bedeutet, habt ihr sicherlich schon erraten Das Gestein schwimmt nach oben. Das ist auch der Grund, warum das Bohrgestänge dünner ist als der Meißel. Durch das Gestänge gelangt die Flüssigkeit zum Meißel, wo sie neben dem Bohrgestänge, mit dem Gestein wieder nach oben fließen kann. In der folgenden Grafik könnt ihr gut sehen wie das funktioniert.

   

3. Gleichzeitig stützt sie mit ihrem enormen Gewicht die Außenwand des Bohrlochs und hindert diese so am Einstürzen. Später, wenn die Bohrung fertig ist, wird die Wand mit einem Stahlrohr ausgekleidet und die Spülflüssigkeit abgepumpt.
4. Stöst man auf eine Ölblase, drückt sie gegen den Öldruck und verhindert so einen Blow Out. Zumindest in der Theorie, ist der Öldruck nämlich stärker als der Hydrostatische Druck der Spülflüssigkeitssäule, kommt das Öl nach oben. Das tut es gerne sehr schnell und gemischt mit einer Menge Erdgas. Im dritten Teil könnt ihr lesen was dann passiert.

Gut jetzt haben wir das komplette Grundwissen zusammen und können bohren:

Dazu wird ein Führungsloch von wenigen Metern Tiefe, ganz konventionell gebohrt. In dieses Loch, wird der Turbodrill mit dem ersten Teil des Bohrgestänges eingeführt. Die Pumpen jagen die Spülflüssigkeit durch das Bohrloch, am oberen Rand wird die Flüssigkeit, zusammen mit dem Geröll wider abgesaugt. Sie galangt, durch eine Zentrifuge als Filter, wieder zurück in den Tank und wird erneut verwendet.

Das geht so lange, bis das Bohrgestänge komplett in der Erde ist. Jetzt wird es ein Stück angehoben und um das Loch werden Keile gesteckt.

Diese verhindern, dass der Bohrer in das Loch zurück fällt. Die Halterung wird Gebrochen (Abgeschraubt) und auf ein neues Teil vom Gestänge geschraubt. Dieses liegt in einem Vorratsloch (Dem Mousehole) bereit.

Ist das Stück gekontert, wird es angehoben und auf die untere Stange, welche aus dem Loch schaut geschraubt. Jetzt wird das komplette Teil wieder etwas angehoben, die Keile entfernt und weiter gehts. Alle 9 Meter muss dieser Schritt wiederholt werden. Die Arbeiter brauchen zu zweit 4 bis 4,5 min für diesen Vorgang.

In diesem Video, könnt ihr sehen wie das vor sich geht. Lasst euch nicht durch den drehenden Tisch täuschen, in dem Video wird ein anderes Verfahren gezeigt. Das so genannte Rotary-Bohrverfahren, es wird heute kaum noch eingesetzt. Zu anfällig und zu gefährlich.

Manchmal kommt es zu kleinen Zwischenfällen, trifft man auf eine unvorhergesehene Gesteinsschicht oder irgendetwas klemmt, kann es sein, dass der Bohrer stecken bleibt oder das Gestänge bricht. Es gibt für diesen Fall Extraktionswerkzeuge, um den Kram wieder aus dem Loch zu bekommen. Falls alles nichts hilft, wird eine Bombe nach unten geworfen und der Bohrer in die Luft gesprengt. Das sollte aber die letzte Lösung sein.

Ein weiteres Problem kommt auf, wenn der Bohrer abgenutzt ist. Dann wird das Gestänge in umgekehrter Reihenfolge wieder aus dem Loch gehoben, gebrochen, weg gestellt. Das wird so lange wiederholt, bis der Bohrkopf aus dem Loch schaut. Dann wird er ersetzt und das Spiel geht von vorne los. Ihr könnt euch sicher vorstellen, dass das eine menge Arbeit ist, die man nicht unbedingt gerne macht.

Ich hoffe, ihr könnt euch vorstellen wie es funktioniert. Falls ich etwas missverständlich beschrieben habe, oder ihr noch eine Frage habt, immer her damit
Im nächsten Teil befassen wir uns damit, was passiert, wenn es schief geht. Was ein BOP-Stack ist ist und warum man da besser nicht seinen Arm rein hält.

thinkJD

So, im ersten Artikel hatte ich schon geschrieben, wie der Bohrer an sich technisch funktioniert. In diesem Artikel, gehe ich auf die Spülflüssigkeit und den Bohrvorgang an sich ein. In...