Die Kosten für Gesteinsbohrungen bleiben hoch? Wahrscheinlich liegt es an einem schlechten Bohrwerkzeugmanagement – vollständige Aufschlüsselung der Fehlerursachen
Bei praktisch jedem Gesteinsbohrprojekt stellen Bohrverbrauchsmaterialien einen großen Kostenfaktor dar – nach jahrelangem Einsatz machen Verschleiß und Austausch oft einen großen Teil der Gesamtbohrkosten aus. Um Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern, ist es wichtig zu verstehen, warum Bohrwerkzeuge versagen.
Die Lebensdauer eines Werkzeugs wird nie von einem einzigen Faktor bestimmt: Sie hängt von der Produktqualität, der richtigen Verwendung und der ordnungsgemäßen Bedienung ab. Das Branchenmotto „Gute Werkzeuge und qualifizierte Bediener halbieren die Kosten für Verbrauchsmaterial“ spiegelt wider, wie wichtig fachmännische Handhabung und wissenschaftliches Management für eine längere Werkzeuglebensdauer sind.
Falsch ausgerichtete Werkzeugbaugruppe – Spannungskonzentrationen bergen eine Zeitbombe. Die Konzentrizität von Schaft, Kupplung und Bohrstange ist die Grundlage für einen stabilen Werkzeugbetrieb. Ist eine Baugruppe nach der Montage nicht konzentrisch, verbiegt sie sich unter Belastung und erzeugt lokale Spannungskonzentrationen. Dieses Ungleichgewicht verhindert einen festen Kontakt an den Verbindungsstellen und führt im besten Fall zu Lockerheit und im schlimmsten Fall zu Gewindeverschleiß oder -bruch.
Ungleichmäßiger Vorschubdruck (Schubdruck) – zu wenig oder zu viel – schadet den Werkzeugen. Der Vorschubdruck ist ein Kernbohrparameter; sowohl unzureichender als auch übermäßiger Vorschub schädigen die Werkzeuge. Zu den häufigsten Fehlern auf der Baustelle gehören:
Niedriger Vorschubdruck: geringe Effizienz und Überhitzung. Unzureichender Schub verringert die Penetrationseffizienz und kann zu lockeren Verbindungen führen. Im lockeren Zustand geht die Energieübertragung stark verloren, was zu hohen Spannungen führt, die dazu führen, dass die Passflächen wiederholt aufeinanderprallen und sich trennen. Sichtbare Anzeichen sind heiße Werkzeuge, Klickgeräusche an den Verbindungen und starke Überhitzung, die den Gewindeverschleiß beschleunigt oder sogar Erosionslöcher verursacht.
Zu hoher Vorschubdruck: Erhöhtes Risiko von Verklemmen und Verbiegen der Bohrstange. Zu hoher Vorschub zwingt den Bohrer zu einer langsameren Rotation, was den Bohrfortschritt beeinträchtigt und die Gefahr eines Verklemmens des Werkzeugs deutlich erhöht. Außerdem erhöht sich die Biegespannung der Bohrstange drastisch, und langfristiger Gebrauch kann zu Verformungen oder Brüchen der Stange führen.
Ungleichmäßiger Schlagdruck (Hammerdruck) – Effizienz und Lebensdauer leiden darunter. Die richtige Einstellung des Schlagdrucks ist für die Systemkoordination von entscheidender Bedeutung. Zu hoher oder zu niedriger Schlagdruck verringert nicht nur die Drehzahl und Bohrleistung, sondern verkürzt auch die Werkzeuglebensdauer. Falscher Schlagdruck führt zu ungleichmäßigen Schlagkräften auf die Werkzeuge – was in leichten Fällen den Verschleiß der Bohrzähne beschleunigt und in schweren Fällen zu vollständigen Brüchen des Bohrstahls führt.
Unpassende Drehzahl – Bohrerzähne verschleißen schnell. Die Drehzahl muss an den Bohrerdurchmesser und die Schlagfrequenz des Hammers angepasst sein. Vereinfacht ausgedrückt: Bohrer mit größerem Durchmesser benötigen eine geringere Drehzahl. Eine blinde Erhöhung der Drehzahl überlastet die Schneidezähne des Bohrers mit übermäßiger Schnittbelastung, beschleunigt den Verschleiß oder führt zu Zahnbrüchen und verkürzt die Lebensdauer des Bohrers drastisch.
Unkontrollierter Drehdruck – Verbindungen geben als Erstes auf. Ein stabiler Drehdruck (der hydraulische Druck, der die Drehung/Drehmomentregelung steuert) ist ein unsichtbarer Schutz für Werkzeugbaugruppen: Er schützt das Bohrgestänge vor Blockierschäden und sorgt für eine gleichmäßige Drehgeschwindigkeit. Entscheidend ist, dass der Drehdruck auch die Dichtheit der Verbindung kontrolliert – unzureichender Druck führt zum Rutschen der Verbindung und zu Reibungserwärmung, was zu Abblättern der Gewindeoberfläche, vorzeitigem Verschleiß und in schweren Fällen zu Brüchen führen kann.
Unsachgemäße Verwendung – menschliches Versagen ist die bedauerlichste Ursache. Viele Werkzeugausfälle werden durch vermeidbare Bedienfehler verursacht. Wichtige Punkte, auf die Sie achten sollten:
Mischen von neuen und gebrauchten Werkzeugen: Das Kombinieren abgenutzter Werkzeuge mit neuen führt zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung und beschleunigt den Verschleiß der neuen Werkzeuge.
Schlechte Vorgehensweise bei der Stangenmontage: Fehlausrichtung während der Montage, Schmutz oder Sand im Gewinde oder das Nichtauftragen von Gewindeschmiermittel erhöhen den Gewindeverschleiß.
Trockenschlag (Leerschlag): Beim berührungslosen Schlagen des Hammers wird die Schlagkraft direkt vom Werkzeug aufgenommen und ist eine häufige Ursache für Bohrstahlbrüche. Trockenschlag muss unbedingt vermieden werden.
Die Langlebigkeit von Werkzeugen erfordert koordinierte Anstrengungen. Bohren ist nie ein Einzelfall. Die Verwaltung des gesamten Lebenszyklus von Bohrwerkzeugen erfordert koordinierte Maßnahmen in den Bereichen Versorgung, Fertigung und Feldbetrieb. Sich nur auf ein einziges Glied zu verlassen, wird dieses System nicht zum Erfolg führen.
Branchenwettbewerb treibt Innovationen voran, doch Fortschritt erfordert auch Zusammenarbeit. So wie die Lösung schwieriger Probleme vereinte Kräfte erfordert, hängt auch der Fortschritt im Bohrsektor davon ab, dass alle an einem Strang ziehen. Unsere wahren Gegner sind veraltete Betriebskonzepte und Managementmethoden: Nur durch aktives Erlernen wissenschaftlicher Verfahren und die Nutzung neuer Technologien können wir die Lebensdauer unserer Werkzeuge maximieren und echte Kostensenkungen und Effizienzsteigerungen erzielen.
