Grundlegende Bohrkenntnisse
Grundlegende Bohrkenntnisse
1. Bohrlochstruktur
Definition:
Unter Bohrlochstruktur versteht man die Variation von Bohrlochdurchmesser und -länge vom Bohrbeginn bis zur Endtiefe, d. h. das technische Profil des Bohrlochs.
Kernkomponenten:
Dies umfasst hauptsächlich den Bohrlochdurchmesser, die Anzahl der Durchmesserreduzierungen, die Anzahl der Verrohrungsstränge, den Verrohrungsdurchmesser und die Verrohrungslänge, die Tiefe der Durchmesseränderung und die wasserdichte Abdichtungsmethode am Verrohrungsfuß.
Optimierungsanforderungen:
Um die Bohrlochqualität und Betriebssicherheit zu gewährleisten, sollte der Verwendung von hochwertigem Bohrschlamm, Zementsuspension oder chemischen Injektionsmörteln zur Wandverstärkung und Spülungsverlustkontrolle Priorität eingeräumt werden. Die Anzahl der Durchmesseränderungen sollte minimiert und die Verrohrung nach Möglichkeit reduziert oder vermieden werden, um die Bohrlochstruktur so weit wie möglich zu vereinfachen.
Seine Hauptfunktion besteht darin, komplexe Formationen zu isolieren und einen reibungslosen Bohrvorgang zu gewährleisten.
Situationen, die eine Durchmesserreduzierung und den Einbau eines Gehäuses erfordern:
Beim Bohren in lockerem Sand-Kies-Gestein oder Treibsandschichten kann es aufgrund von Grundwassereinflüssen vorkommen, dass die Stützkonstruktion der Schlammwand für die Bauarbeiten nicht ausreicht.
Beim Durchdringen dicker, zerklüfteter und geklüfteter Bruchzonen kann es selbst bei Verwendung von Schlamm oder anderen Stützmaßnahmen weiterhin zu schweren Wandeinstürzen und Blockstürzen kommen.
Wenn das Bohrloch auf wasserführende Strukturen und große, miteinander verbundene Klüfte trifft, kommt es zu einem erheblichen Wasserverlust, der mit anderen Abdichtungsmethoden nicht bewältigt werden kann.
Nach Erreichen der geplanten Tiefe kann eine Durchmesserreduzierung der Bohrungen durchgeführt werden, um die Tragfähigkeit der Baumaschinen zu erreichen.
Faktoren bei der Auswahl der Bohrlochstruktur:
Bei der Auswahl sollten umfassend die Gesteinseigenschaften, die hydrogeologischen Bedingungen, der endgültige Bohrlochdurchmesser, die Bohrlochtiefe, das Bohrverfahren, der Bohrlochzweck, die Maßnahmen zum Wandschutz und die Bauausrüstung berücksichtigt werden.
Bohrstranganpassung:
Dies bezieht sich auf das optimale Verhältnis zwischen Bohrgestängedurchmesser und Bohrlochdurchmesser (Meißeldurchmesser). Es beeinflusst direkt den Ringspalt und damit maßgeblich den Betrieb des Bohrgestänges, die Spülflüssigkeitsleistung und den Rotationswiderstand des Bohrstrangs.
2. Grundlegende Grundlagen für Bohrarbeiten
Bohrverfahren:
Ein Oberbegriff für die Techniken und damit verbundenen technischen Maßnahmen, die zum Aufbrechen von Gestein am Bohrlochgrund während des Untertagebohrens eingesetzt werden.
Bohrprozess:
Der gesamte Arbeitsablauf, bei dem spezielle Geräte und Werkzeuge zum Aufbrechen von Gestein (oder Boden) eingesetzt werden, um ein glattes und regelmäßiges Bohrloch mit dem erforderlichen Durchmesser und der erforderlichen Tiefe zu erzeugen und durch unterstützende technische Maßnahmen ein kontinuierliches Bohren zu gewährleisten.
Klassifizierung der Bohrverfahren:
Durch äußere Krafteinwirkung und Gesteinsbrechverfahren: Drehbohren, Schlagbohren und Drehschlagbohren.
Nach Gesteinsbearbeitungswerkzeug (abrasiver Typ): Wolframkarbidbohren, Stahlkugelbohren und Diamantbohren.
Nach Zirkulationsmodus: direkte Zirkulation, Rückspülung und lokalisierte Rückspülung am Bohrlochgrund.
Nach Kernbohranforderung: Kernbohrung und Vollbohren.
Grundsätze für die Auswahl eines Bohrverfahrens:
Die Methode sollte hauptsächlich nach den physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Gesteins gewählt werden:
Für weiche und einige mittelharte Gesteinsformationen empfiehlt sich das Bohren mit Wolframkarbid.
Für einige mittelharte bis harte Gesteinsformationen eignen sich Nadelbohrverfahren mit Legierungen, PDC-Bohrungen oder Stahlkugelbohrungen.
Bei mittelharten bis sehr harten Gesteinsformationen empfiehlt sich der Einsatz von Diamant-, Stahlkugel- oder Bohrhammerbohren.
Vorbereitung vor dem Kartoffelbraten:
Bereiten Sie ausreichend Material vor, einschließlich Bohrgestänge, Verrohrungen, Orientierungsrohre, Meißel, Stahlkugeln, Schmierstoffe, Spülflüssigkeit, Ein- und Ausziehwerkzeuge, spezielle Kernbohrwerkzeuge, notwendige kurze Kernrohre, Kernkästen und alle erforderlichen Formulare.
Führen Sie eine vollständige Prüfung der Bohrausrüstung und der Installationsqualität durch. Jegliche Abweichungen müssen unverzüglich behoben oder korrigiert werden; gegebenenfalls ist eine Neuinstallation erforderlich. Zwangsbetrieb ist strengstens verboten.
Bei Tiefbohrverfahren kann zur Vermeidung von Bohrlochabweichungen eine Grube am Bohrlochansatz ausgehoben und ein Orientierungsrohr eingesetzt werden; anschließend wird nach dem Bohren bis zum Felsgestein das Futterrohr eingebracht. Bei Flachbohrverfahren sollte Bohrspülung zur Wandverstärkung verwendet werden. Bei starkem Wandeinsturz können vor dem Bohren bis zum Felsgestein und dem Einbringen des Futterrohrs künstliche Wandbauverfahren angewendet werden.
Beim Anbohren sollte das Kernrohr schrittweise verlängert werden. Dabei sind geringer Bohrvorschub, langsame Rotation und eine angemessene Pumpenleistung zu beachten. Bei der Durchmesserreduzierung ist eine kombinierte Führungsvorrichtung zu verwenden, um ein Durchbiegen des Bohrlochs zu vermeiden.
Da das Bohren oft im Deckgebirge stattfindet, besteht die Gefahr von Spülflüssigkeitsverlusten, was die Wandstabilität verringert; besondere Aufmerksamkeit sollte der Vermeidung von Bohrlochvorfällen wie Festklemmen, Vergraben, Verklumpen des Bohrmeißels und Durchbrennen des Bohrmeißels gewidmet werden.
Das Futterrohr muss bis zum tragfähigen Felsuntergrund verankert werden. Vor dem Einbringen des Futterrohrs werden Lehmkugeln in das Bohrloch gegeben und verdichtet, sodass der Futterrohrfuß im Lehm sitzt und das Futterrohr unten abdichtet. Das Futterrohrende wird mit Holzkeilen fixiert und mit Lehm abgedichtet; bei Bedarf kann zusätzlich Zement verwendet werden. Vor der endgültigen Fixierung des Futterrohrs wird die Kellystange (oder das Eintreibgestänge) mit dem Futterrohr verbunden, um die Vertikalität und die Ausrichtung zwischen Bohrloch- und Futterrohrmitte zu überprüfen.
