Bohrtechnik

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Hightech zur Erkundung der Tiefe

Der Bohrstrang
Der Bohrstrang verbindet die Anlagen an der Oberfläche mit dem Bohrwerkzeug und stellt eine Art Pipeline für die Bohrspülung dar. Beim Rotarybohren, dem gängigsten Verfahren für Tiefbohrungen, wird der Strang oben am Bohrplatz gedreht und dreht somit das Bohrwerkzeug in der Tiefe. Die Kraft, mit der das Bohrwerkzeug gegen das zu bohrende Gestein gedrückt wird, wird ebenfalls oberirdisch durch Veränderung der Hakenlast kontrolliert. Dabei wird die Andruckkraft über das Gewicht des Bohrstranges an den Meißel übertragen.

Die Absperrvorrichtung
Um den Ausbruch einer unter natürlichem Druck stehenden Formation zu verhindern, wird die Bohrung mit einer selbsttätigen Abschlussvorrichtung, dem Blow Out Preventer (BOP), versehen. Der BOP besitzt eine Reihe von Absperrventilen, die bei der Bohrung direkt über dem Bohrloch angebracht werden. Durch Schließen der Ventile wird ein unkontrollierter Austritt von Flüssigkeiten, der sogenannte Blow Out, verhindert.

Der Bohrmeißel
Der Bohrmeißel sitzt am unteren Ende des Bohrgestänges und wird durch den Kraftdrehkopf in Bewegung gesetzt. Durch das Gewicht des Bohrgestänges und die Drehbewegung gräbt sich der Bohrmeißel durch die Gesteinsschichten hin zur Lagerstätte. Beim Bohren werden Gesteinsschichten durchbohrt, deren Härte, Zähigkeit oder Elastizität sehr schwanken. In verschiedenen Schichten kommen daher auch unterschiedliche Meißel zum Einsatz. Beispiele dafür sind:

  • Zahnmeißel für weiche Formationen. Sie besitzen drei Rollen, die mit Zahnreihen besetzt sind. Die Gesteinsteile werden durch die Zähne aus dem ursprünglichen Verband durch die Drehbewegung des Meißels herausgelöst und
  • Warzenmeißel für wesentlich härtere Gesteinsschichten. Dieser Meißeltyp besitzt ebenfalls drei Rollen, die jedoch mit besonders gehärteten Stahlwarzen besetzt sind und dadurch das Gestein aus dem Verbund herausschlagen.
  • Diamantmeißel (PDC-Meißel) tragen die Gesteinsschicht schabend ab und werden in Formationen mit unterschiedlichen Festigkeiten eingesetzt.

Die Bohranlage
Bohranlagen sind Geräte, ähnlich wie ein Kran, mit denen Bohrstränge und Stahlverrohrungen zusammengebaut, gehoben, gesenkt und gedreht werden können. Desweiteren sind sie technisch so ausgerüstet, dass sie das Mischen, Pumpen und Reinigen von der Bohrspülung sowie das Sichern des Bohrloches ermöglichen.

Der Bohrplatz und Bohrkeller
Der Bohrplatz wird immer unter umweltschutzrechtlichen Maßgaben geplant und an einem geeigneten Standort gebaut. Folgende Maßnahmen sind erforderlich, um mit dem eigentlichen Bauvorhaben zu beginnen:

  • Errichtung einer Zufahrtstraße
  • Untersuchungen des Baugrundes
  • Planieren des Bohrplatzes
  • Einbringen eines Stahlstandrohres zur Sicherung der oberen 10 Meter


Der anschließende Bau des Bohrplatzes teilt sich in die Erstellung eines inneren und eines äußeren Bereiches:

  • Im inneren Bereich befinden sich Bohrkeller und Bohrturm. Der Bereich selbst wird asphaltiert und mit einer Drainage umschlossen. Er ist so versiegelt, dass Verunreinigungen der Umgebung sowie des Untergrundes vermieden werden.
  • Im äußeren Bereich lagern die notwendigen Utensilien sowie Container. Dieser Bereich wird mit Schutzfolie unterlegt und mit Schotter aufgefüllt oder mit Spezialwegeplatten abgedeckt, um eine Befahrung zu gewährleisten.

Die Bohrspülung
Die Spülung hat folgende Aufgaben:

  • Transport des vom Meißel zerkleinerten Bohrkleins
  • Bildung eines Filterkuchens
  • Erhöhung der Bohrlochstabilität
  • Verhinderung von Zuflüssen
  • Vermeidung des Quellens von Tonen oder Verzögern des Fließens und Lösens von Salzen
  • Verringerung des Drehmomentes des Bohrstranges
  • Kühlung des Bohrwerkzeuges.

Die Verrohrung
Zum Schutz des Grundwassers und wasserführender Reservoire verwendet man Verrohrungen. Nach dem gesetzten Standrohr folgt die Ankerrohrtour, die in einer festen Gesteinsschicht abgesetzt und bis zur Oberfläche zementiert wird. Auf ihr wird der BOP installiert, bevor tieferliegende Schichten angebohrt werden. Weitere Zwischenrohrtouren und Zementschichten können nötig sein, bevor die eigentliche Erdöllagerstätte erreicht wird. Das Verrohrungskonzept basiert auf dem Zwiebelprinzip - von außen nach innen folgt dabei einer Zementschicht eine Rohrtour aus Stahl und so weiter.