Bohrschema
Rotary Verfahren
Bei der Rotary- oder Drehbohrtechnik wird der Bohrstrang über den Top Drive in Rotation versetzt. Eine Bohrstange ist 9 m lang. Sobald diese Strecke abgebohrt ist, wird die nächste Stange aufgeschraubt und das Bohrloch weiter vertieft.
Wirkung der Spülung beim Austritt an den Meisseldüsen
Richtbohren
Liegt das Untertageziel nicht direkt unter dem Bohrplatz, wird die Bohrung nach dem Richtbohrverfahren abgeteuft. Bei dieser Technik dreht sich der Bohrstrang selbst nicht. Nur der Meißel wird durch einen Untertagemotor in Rotation versetzt.
Neigungswinkel und Bohrrichtung werden kontinuierlich über Sensoren gemessen, aufgezeichnet und am Computer dargestellt. Liegt eine Abweichung vom optimalen Bohrverlauf vor, wird der Bohrstrang mit dem Meißel so nachgedreht, dass er wieder in die richtige Richtung zeigt.
lh - Warzenmeissel
rh - PDC-Meissel
lv - Kernkrone
rv - Zahnmeissel
Meißel
An der Spitze des Bohrstranges sitzt der Bohrkopf oder Meißel, der das Gestein zertrümmert.
Im Verlauf einer Bohrung werden Gesteinsschichten von unterschiedlichem Härtegrad angetroffen. Für weiches bis mittelhartes Gestein eignen sich Zahnrollenmeißel oder PDC-Meißel (Schneideelemente aus Keramik), für hartes Gestein Warzenrollenmeißel. Für Kernbohrungen werden eigene Kernkronen benutzt.
Spülung
Um die Bohrlochwand während des Bohrens zu stützen und das vom Bohrmeißel zerkleinerte Gestein zu entfernen, wird Spülung mit hohem Druck durch den hohlen Bohrstrang nach unten gepumpt. Diese tritt am Meißel aus und gelangt im Ringraum zwischen Gebirge und Außenwand des Bohrstrangs wieder nach oben. Dabei befördert sie das erbohrte Gesteinsmaterial (Bohrklein oder Cuttings) mit an die Erdoberfläche. Dort wird die Spülung gefiltert und anschließend für weitere Umläufe genutzt. Das abgetrennte Bohrklein wird z. B. als Straßenbaumaterial weiterverwendet (siehe "Abfallfreies Bohrkonzept").
Die Spülflüssigkeit kühlt zugleich den Meißel, verhindert unerwünschte Zuflüsse aus den Formationen und schützt wasserführende Schichten oberflächennahen Gesteins vor Abflüssen aus dem Bohrloch.
Um diese Funktion stets erfüllen zu können, muss die Spülflüssigkeit das richtige spezifische Gewicht und die geeignete Zusammensetzung aufweisen. Die Spülung allein reicht jedoch nicht aus, um die Bohrlochwand dauerhaft zu stützen. Deshalb wird das Bohrloch in gewissen Abständen gegen Nachfall gesichert, indem Stahlrohre einzementiert werden (siehe "Verrohrung").
Im ersten Abschnitt einer Bohrung (bis ca. 500 m) kommt zum Schutz der Grundwasserschichten eine natürliche Ton-Wasser Spülung zum Einsatz (Bentonit-Suspension). In den weiteren Abschnitten wird eine wasserbasische Kalium-Karbonat (K2CO3) Spülung verwendet. Beide Spülungstypen können vollständig aufbereitet und wieder verwendet werden (siehe "Abfallfreies Bohrkonzept").
Aufbau Tanksystem
Tanksystem
Abfallfreies Bohrkonzept
Mit dem von der RAG entwickelten abfallfreien Bohrkonzept ist es gelungen, das Deponieren von Bohrklein und Spülung zur Gänze zu vermeiden.
Die Spülung wird nach jedem Umlauf von allen Feststoffen befreit und kann so von einer Bohrung zur nächsten wieder verwendet werden. Dabei werden Partikel bis zu einer Grösse von 4um (4-tausendstel mm) aus der Spülung ausgeschieden. Die herausgefilterten Feststoffe kommen in anderen Industriezweigen als Rohstoff zum Einsatz.
Ist eine Wiederverwendung der Bohrspülung nicht mehr möglich, so kann diese in eine normale Kläranlage eingeleitet werden.
Durch den weitgehenden Verzicht auf Spülungszusätze und die vollständige Wiederverwertung der Bohrrückstände konnten die Belastungen für Natur und Umwelt auf ein Minimum reduziert werden.