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Wie bohrt man tiefe Löcher?

Ich wollte schon lange einen Artikel über dieses Thema schreiben. Das Gerüst liegt schon seit den Anfängen dieses Blogs in den Entwürfen. Als ich letztens dises hier bei Asu gelesen habe, ist mir wieder eingefallen das da was schlummert.

Aber um was geht es eigentlich?

Die Frage war, wie bohrt man ein so tiefes Loch wie auf dem oben verlinkten Schaubild?
Um zu erklären wie das funktioniert, muss ich erst erklären wie es nicht funktioniert und warum.
Dann widmen wir uns der aktuellen Technologie, und wie die angesprochenen Probleme gelößt wurden. Bis wir zum Schluss zum berühmten Blow Out Preventer kommen, der seit der Ölkatastrophe im Golf von Mexiko relativ bekannt ist.

Los gehts, Enjoy

Beim Bohren, insbesondere in so große Tiefen, gibt es drei grundlegende Probleme:

1. Der Bohrer ist nicht unendlich lang
   Klingt logisch, mit einem normalen Bohrer, müsste man einen 2 Kilometer hohen Turm bauen, um ein ebenso tiefes Loch zu bohren. Das ist so nicht praktikabel, man muss also einen Weg finden, den Bohrer zu verlängern. Wo wir auch schon beim nächsten Problem angekommen sind.
2. Der Bohrer muss sich drehen
   Logisch, mögt ihr jetzt sagen, wenn man es aber weiter durchdenkt, merkt man schnell wo die Grenze ist. Man kann keine so lange Stange einfach so drehen. Denkt nur an das Gewicht. Außerdem ist die Verletzungsgefahr bei so einer, sich drehenden Welle extrem groß.
3. Der Korkenzieher Effekt
   Ein normaler Bohrer, wie er zu Hause in der Garage liegt, reicht vielleicht aus um ein 20cm tiefes Loch in die Wand zu bohren. Um mehrere Kilometer tiefe Löcher zu bohren, ist er aufgrund seiner Spindelform nicht geeignet. Diese soll das abgetragene Material wie eine Förderschnecke nach Außen transportieren. Da die Spitze des Bohrers nur unwesentlich größer ist als der Schaft, reiben die Seiten des Bohrers an der Außenwand des Bohrlochs.
   Es kommt zum sogenannten Korkenzieher Effekt.
   Bei zunehmender Tiefe, und somit zunehmender Reibung, muss immer mehr Kraft aufgewendet werden, um den Bohrer zu drehen. Gleichzeitig drückt er mit immer größerer Kraft auf die Spitze. Das geht so lange gut bis der Bohrer reißt.

So jetzt wird es spannend!

Die Lösung aller Probleme und das Bohren, in nie da gewesene Tiefen, sind möglich dank dem Turbodrill. Ich glaube Turbodrill, das ist der Markenname, richtig heißt das Teil Bohrturbine, aber wir sagen ja auch Tempo-Taschentuch.
Der Turbodrill besteht aus drei Teilen. (Verdammt viele Aufzählungen, in diesem Blogpost)

1. Das Bohrgestänge
   Ist nichts anderes als ein Rohr, auf beiden Enden ist ein Gewinde geschnitten, so kann man mehrere Rohre zusammen schrauben. Das löst schon einmal das erste Problem. Man kann einfach bohren bis das Rohr im Boden verschwunden ist, dann schraubt man am Ende einfach ein neues Rohr an und weiter gehts. Das Anschrauben nennt man Kontern, das Abschrauben nennt man Brechen. Innen sind die Rohre hohl (äh logisch, es sind Rohre), durch das Innere wird eine Bohrflüssigkeit gepumpt, was es damit auf sich hat, erkläre ich später. Das ist ein Thema für sich
   

   Ein Stück vom Bohrgestänge Quelle: http://www.osha.gov/

2. Die Bohrturbine (oder der Hydraulikmotor)
   Sie besitzt den selben Durchmesser wie das Bohrgestänge, allerdings ist sie nicht hohl. Im Inneren befinden sich Rotorblätter wie bei einem Flugzeugtriebwerk. Die vorbeiströmende Flüssigkeit bringt die Rotorblätter zum drehen. Stellt euch das jetzt nicht all zu langweilig vor. Die Fließgeschwindigkeit der Bohrfüssigkeit beträgt 790Kilometer pro Stunde. Das ist verdammt schnell. Entsprechend schnell dreht die Bohrturbine, sie ist am unteren Ende des Bohrgestänges angebracht und treibt das dritte Teil im Bunde an.
3. Den Meißel, man kann ihn auch Bohrkopf oder Bohrkrone nennen.
   Er besitzt drei gegenläufig drehende Räder, die Zacken sind alle mit kleinen Karbitspitzen ausgestattet. In der Mitte befindet sich eine Düße, an der die Bohrflüssigkeit austritt. Der Bohrkopf ist das Teil mit dem größten Verschleiß. Er ist ein ganzes Stück größer als das Bohrgestänge. Warum? Dazu kommen wir später.

Das wars fürs erste von dem Turbodrill und den durch ihn gelößten Problemen. Im nächsten Teil des Artikels, geht es um die Spülflüssigkeit. Sie spielt vielleicht die größte Rolle bei diesem Bohrverfahren. Außerdem klären wir die Frage, warum das Bohrgestänge so viel kleiner ist als der Bohrmeißel. Ihr dürft gespannt sein

thinkJD

Hier gehts zum zweiten Teil.

Ich wollte schon lange einen Artikel über dieses Thema schreiben. Das Gerüst liegt schon seit den Anfängen dieses Blogs in den Entwürfen. Als ich letztens dises hier bei Asu gelesen...