Verstopfen die Wasseranschlüsse des Schaftadapters ständig? Es liegt nicht am Wasserdruck – es liegt am Wasserverhältnis.

Hier ist ein diagnostischer Widerspruch, der Bohrmeister zur Verzweiflung treibt: Das Manometer zeigt normale Werte an, der Durchflussmesser misst ausreichend Durchfluss, und trotzdem verstopfen die Spülbohrungen am Schaftadapter ständig. Man reinigt sie, und eine Stunde später sind sie wieder verstopft. Das Wasser fließt. Die Bohrungen verstopfen. Wie kann beides gleichzeitig stimmen?

Die Antwort – und sie ist nicht intuitiv – lautet: Verstopfungen entstehen nicht durch ein Zufuhrproblem, sondern durch ein falsches Mischungsverhältnis. Das Spülsystem hat zwei Aufgaben: Es versorgt die Schneidfläche mit Kühlmittel und transportiert das Bohrklein aus dem Bohrloch. Wenn mehr Bohrklein produziert wird als abgeführt wird, sammelt sich der Überschuss nicht einfach an der engsten Stelle des Strömungswegs und verfestigt sich. Und diese engste Stelle sind fast immer die Wasseranschlüsse im Schaftadapter.

Das Tonproblem: Wenn weiches Gestein zu Klebstoff wird

Bestimmte Gesteinsformationen – Schiefer, Tonstein, stark verwitterter Gneis – weisen eine Eigenschaft auf, die sie für Spülsysteme besonders ungeeignet macht: Ihre Tonminerale hydratisieren und quellen bei Kontakt mit Wasser auf. Was als Bohrklein beginnt, verwandelt sich innerhalb von Sekunden in eine klebrige, hochviskose Paste mit der Konsistenz von Modelliermasse und den Hafteigenschaften von Baumörtel.

Im Hochleistungsbohrmodus produziert der Bohrkopf diese Paste schneller, als das Spülwasser sie aus dem Bohrloch befördern kann. Die Paste verhält sich nicht wie körniges Bohrklein, das in Suspension mitgeführt werden kann. Sie verschmiert und überzieht das Bohrloch. Vorwiegend sammelt sie sich an den Wasseranschlüssen des Schaftadapters – der engsten Stelle im gesamten Spülweg –, wo die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten ist und das Wasser zuerst in das Bohrgestänge eintritt.

Hier ist die Abfolge, die den Spülvorgang unterbindet: Paste sammelt sich um den Wasseranschluss herum an → der effektive Durchmesser des Anschlusses verringert sich → die Strömungsgeschwindigkeit durch die verbleibende Öffnung erhöht sich → die höhere Geschwindigkeit presst mehr Paste enger an die Anschlusskanten → die Paste trocknet und härtet während kurzer Strömungsunterbrechungen aus → der Anschluss ist nun dauerhaft verengt oder blockiert.

Der Bediener sieht ein Manometer, das noch normale Werte anzeigt – die Pumpe arbeitet gegen eine Verengung, was den Druck erhöht –, aber der tatsächliche Durchfluss, der die Bohrkopffläche erreicht, ist auf ein Rinnsal gesunken. Der Bohrer überhitzt. Bohrgut verstopft den Ringraum. Das Gestänge beginnt zu klemmen. Und paradoxerweise zeigt das Manometer normale Werte an, weil es den Gegendruck der Verstopfung und nicht den Durchfluss misst.

Die Lösung liegt nicht in höherem Wasserdruck. Mehr Druck durch einen verstopften Anschluss verfestigt die Verstopfung nur noch stärker. Die Lösung besteht darin, die Fördermenge des Bohrkleins an die tatsächliche Fördermenge des Spülsystems anzupassen. In weichen, tonreichen Gesteinsschichten sollte der Hochdruckmodus deaktiviert werden. Das Bohrtempo sollte verlangsamt werden. Dem Spülwasser sollte Zeit gegeben werden, seine Wirkung zu entfalten. Das Bohren dauert zwar länger, aber das Loch wird tatsächlich gebohrt – anders als in dem Fall, dass man zehn Meter vorbohrt und dann eine Stunde damit verbringt, ein verstopftes Bohrgestänge zu reinigen.

Das Problem mit hartem Wasser: Kalkablagerungen, die man erst sieht, wenn es zu spät ist

Die zweite Ursache für verstopfte Wasserkanäle hat nichts mit dem zu bohrenden Gestein zu tun, sondern ausschließlich mit dem gepumpten Wasser. Enthält Ihr Wasser hohe Konzentrationen gelöster Mineralien – Kalzium, Magnesium, Eisen, Siliziumdioxid –, bildet sich langsam ein Mineralboden in jedem Wasserkanal Ihres Bohrwerkzeugs.

Die chemische Reaktion ist folgende: Wasser mit gelöstem Calciumhydrogencarbonat fließt durch die internen Kanäle des Bohrers. Beim Durchströmen der engen Wasseranschlüsse des Schaftadapters beschleunigt sich die Strömung und der Druck sinkt. Durch den Druckabfall wird gelöstes Kohlendioxid aus dem Wasser freigesetzt, was das Carbonatgleichgewicht verschiebt und zur Ablagerung von Calciumcarbonat – Kalkstein – direkt an den Anschlusswänden führt.

Zunächst ist die Ablagerung mikroskopisch klein – ein dünner Film. Nach einer Schichtung ist sie als weiße oder bräunliche Kruste sichtbar. Nach einer Woche Dauerbetrieb hat sich der Durchmesser der Wasseröffnung von seinem ursprünglichen Wert auf die Hälfte oder weniger verringert, und der Durchfluss ist auf einen Bruchteil der Pumpenleistung reduziert. Das Manometer zeigt – wiederum irreführend – aufgrund der Verengung einen hohen Wert an, während der tatsächliche Durchfluss am Bohrmeißel gefährlich niedrig ist.

Derselbe Mechanismus gilt für im Wasser suspendierte Feststoffpartikel – Schlamm, Rostflocken, Algenreste. Bei den hohen Strömungsgeschwindigkeiten in den engen Wasseröffnungen werden diese Partikel mit so viel Kraft gegen die Öffnungswände gepresst, dass sie sich dort Schicht für Schicht ablagern, ähnlich wie Sedimente in einem Rohr.

Wie man beiden Problemen einen Schritt voraus ist

Bei Verstopfungen durch Lehm ist die Lösung einfach: Passen Sie die Schlagkraft der Bodenbeschaffenheit an. In lehmhaltigem Boden ist nicht die Zeit ein Wettlauf gegen die Zeit, sondern die Menge der Paste entscheidend. Arbeiten Sie langsam, sorgen Sie für einen kontinuierlichen Spülfluss und vermeiden Sie Pasteansammlungen. Spülen Sie nach jedem Bohrloch, solange der Schaftadapter noch feucht und die Paste nicht getrocknet ist, die Wasseranschlüsse mit klarem Wasser durch. Sobald die Paste getrocknet und ausgehärtet ist, lässt sie sich mechanisch entfernen.

Bei Verstopfungen durch Kalk und Sedimente liegt die Lösung auf der Wasserseite. Installieren Sie einen Filter an Ihrer Wasserquelle – einen mehrstufigen Filter mit einem Grobsieb für Sedimente und einem Feinsieb für Schlamm. Überprüfen Sie die Druckdifferenz des Filters mindestens einmal pro Schicht. Eine steigende Druckdifferenz bedeutet, dass der Filter ordnungsgemäß funktioniert und gereinigt werden muss.

Bei Wasser mit einem hohen Gehalt an gelösten Mineralien – Grundwasser aus Kalkstein-Aquiferen ist besonders problematisch – sollten Sie aufbereitetes Wasser verwenden oder eine Wasserenthärtungsanlage in Ihr Versorgungssystem einbauen. Die Kosten für die Wasseraufbereitung sind im Vergleich zu den Kosten für den Austausch von Schaftadaptern, Bohrgestängen und Bohrmeißeln, die durch Überhitzung aufgrund verstopfter Spülkanäle beschädigt wurden, vernachlässigbar.

Spülen Sie am Ende jeder Schicht das gesamte System – Schaftadapter, Bohrgestänge, alle nachgelagerten Komponenten – mit sauberem Wasser durch, um Ablagerungen und Sedimente zu entfernen, bevor diese über Nacht aushärten können. Ein fünfminütiges Spülen am Ende des Tages verhindert Verstopfungen zu Beginn des nächsten Tages.