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Bohrverfahren

In der modernen Bohrtechnik haben die verschiedenen Arten von Bohrungen und Bohrverfahren aufgrund der umfangreichen Aufgaben in vielen Wirtschaftsbereichen zugenommen. Nach Wirtschaftszweigen können folgende Bohrungen unterschieden werden:

Bergbau: Erkundungsbohrung (u.a. Seismik), Aufschlussbohrung, Produktionsbohrung, Injektionsbohrung, Schachtbohrung

Bauindustrie: Pfahlgründung, Düker, Tunnelbohrung

Wasserwirtschaft: Brunnen und Grundwassermessstellen (GWM)

Wissenschaft: Forschungsbohrung

Des Weiteren sind folgende Bohrungsarten zu differenzieren:

  • vertikale,
  • abgelenkte,
  • horizontale,
  • Fish hook,
  • multilaterale Bohrungen

Es können grundsätzlich zwei Bohrverfahren unterschieden werden:

- Trockenbohrverfahren -> mechanische Förderung des Bohrguts (Cuttings
  
ohne Spülung

- Spülbohrverfahren -> Spülmedium für die Beseitigung des abgelösten
  Bohrguts von der Bohrlochsohle und der Beförderung nach über Tage

  • Direktes Spülbohrverfahren (durch den Ringraum)
  • Indirektes Spülbohrverfahren (durch das Innere des Bohrgestänges)

Die Einflussgrößen beim Spülbohrvorgang sind von verschiedenen Faktoren abhängig (nach Buja, 2012). 

1)   Gebirgseigenschaften

  • Physikalische Eigenschaften
    • Durchlässigkeit (Permeabilität)
    • Porosität
    • Abrasivität
    • Flüssigkeitsinhalt
    • Härte
    • Gebirgsdruckfestigkeit
    • Mineralbindung
    • Gesteinsrheologie
    • Lagerungsverhältnisse (Schichtung, Schieferung)
    • Porenfließdruck
    • Einschließdruck
    • Temperatur

2)   Mechanische Faktoren

  • Werkzeugbelastung
  • Werkzeugdrehzahl
  • Werkzeugzustand
  • Werkzeugdurchmesser
  • Werkzeugtyp
    • Art der Gesteinsablösung
    • Geometrie der Schneidelemente
    • Art der Spülungswege
    • Richtung und Größe der Spülungswege
    • usw.

3)   Spülungseigenschaften

  • Dichte
  • Statische und dynamische Filtrationseigenschaften
  • Feststoffanteil
  • Viskosität
  • Fließgrenze
  • Art der Spülung

4)   Gering erfassbare Faktoren

  • Leistungsfähigkeit des Personals
  • Leistungsfähigkeit der Bohranlage

Unter 3) können noch die folgenden hydraulischen Einflussgrößen des Bohrfortschritts benannt werden:

  • Spülungsdichte
  • Bohrlochdurchmesser
  • Ringraumgröße
  • Aufstiegsgeschwindigkeit der Spülstromes
  • Dichte, Form und Größe des Bohrguts
  • Geschwindigkeit und Impulskraft des Düsenstromes
  • Horizontalgeschwindigkeit der Spülung über der Bohrlochsohle
  • Filterkuchenbildung
  • Differenzen zwischen Spülungsdruck, Ringraumdruck und Porendruck