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• Der effektiven Werkzeugumlaufzeit. Diese wird von technischen Einflussgrößen und der Arbeitsweise der Bohrmannschaft beeinflusst. Die technischen Faktoren sind im Wesentlichen die Länge der einzelnen Bohrstangen und somit die zu lösenden Gewindeverbindungen, die Lösbarkeit der einzelnen Gewindeverbindungen und Fahrgeschwindigkeit vom Hubwerk oder Kraftdrehkopf der Bohranlage. Für den zügigen Gestänge Ein- und Ausbau muss die einwandfreie Funktion der Gestängeabfangvorrichtung gewährleistet sein. Grundsätzlich stehen die technischen Faktoren in Abhängigkeit zur richtigen Auswahl der Betriebsmittel sowie deren Wartung und Pflege. Der fachgerechte Umgang mit der technischen Ausstattung sowie das Beherrschen der zu verrichtenden Arbeiten setzt eine entsprechende Qualifikation der Bohrmannschaft voraus. • Den unvorhersehbaren geologischen Störeinflüssen im Bohrloch. Jede Erkundungsbohrung im unbekannten Gebirge ist mit Unwägbarkeiten verbunden. Mit der sorgfältigen Abschätzung möglicher Ereignisse und dem rechzeitigen Treffen von Vorkehrungen können diese einfacher beherrscht werden. Hierzu gehören zum Beispiel die Planung der Verrohrung, Vorhalten von Stopfmitteln zur Eindämmung von Spülungsverlusten, Vorhalten von Fangwerkzeugen zur Beseitigung von Bohrlochhavarien etc. Eine besondere Herausforderung für den Einsatz von Einfach- und Doppelkernrohren ist das Durchteufen nicht standfester Gebirgsformationen. Aufgrund des verfahrensbedingten Ein- und Ausbaues der gesamten Bohrgarnitur wird die teilweise bis vollkommen unverrohrte Bohrlochwand hydraulischen und mechanischen Krafteinwirkungen ausgesetzt. Das dem Bohrlochkaliber entsprechende Kernrohr kann während des zügigen Gestängeausbaus eine kolbenartige Wirkung im spülungsgefüllten Bohrloch erzeugen. Unmittelbar unter dem Kernrohr kann somit ein hydraulischer Unterdruck erzeugt werden. Durch mögliche Schleiflasten wird die Bohrlochwand mechanisch beansprucht. Aus nicht erkannten und ungesicherten Schwächezonen können Teile der Bohrlochwand in das Bohrloch nachbrechen. Insbesondere in tiefen Bohrungen kann die Betriebssicherheit durch Nachfall beeinträchtigt werden. Sind die Schwächezonen nicht beherrschbar, ist der Einbau einer Schutzverrohrung (Casing) unverzichtbar. Der maximale Durchmesser der Bohrgarnitur zum Vertiefen der Bohrung bis zur Endteufe wird vom Innendruchmesser des Casing’s limitiert. Das Durchteufen von gebrächen Gebirgshorizonten mit konventionellen Kernrohren erfordert eine sorgfältige Planung der einzubauenden Casing’s. Ein Vorteil des zur Kerngewinnung erforderlichen Ausbaues der Bohrgarnitur ist die ständige Kontrolle des Werkzeugverschleißes. Nach jedem Kernmarsch kann Ausgabe 03 | 2009 WEITERBILDUNG der Zustand der Bohrkrone und er Bohrgarnitur geprüft werden. Zudem ist eine flexible Anpassung der Bohrkrone an wechselnde Gebirgseigenschaften möglich. Kernbohren mit Seilkernrohr Das Seilkernrohr ist eine Weiterentwicklung des Doppelkernrohres, dessen spezielle Konstruktion das mechanische Fördern des Bohrkernes ermöglicht, ohne dass der Ausbau des gesamten Bohrstranges erforderlich wird. Die Methode der Förderung von Bohrkernen ohne Bohrstrangausbau eröffnete ein Einsatzspektrum der Bohrtechnik zur vollständige Gewinnung ungestörter Proben, das signifikant über die Grenzbedingungen herkömmlicher Doppelkernrohr hinaus geht. Mit den verfügbaren Seilkernbohrsystemen, bestehend aus dem Seilkernrohrgarnitur und einem speziellen Bohrgestänge, können im routinemäßigen Einsatz Teufen von mehr als 1000 m erreicht werden. In großen Bohrprojekten wurde mit Seilkernrohrsystemen bereits bis in Tiefen von 3500 m unter der Geländeoberkante vorgedrungen. Die Leistungsfähigkeit des Seilkernrohrsystems kommt jedoch erst in tieferen Bohrungen ab ca. 50 – 150 m vollständig zum Tragen. Aus diesem Grund werden die Seilkernsysteme komplementär zu den Doppelkernrohren eingesetzt, die ihre Stärken in den flachen Erkundungsbereichen zur Geltung bringen können. In Anbetracht der Entwicklung zu tieferen Zielhorizonten wird die Bedeutung des Seilkernbohrsystems weiter zunehmen. Die konstruktive Gestaltung des Seilkernbohrsystems setzt sich aus der Seilkernrohrgarnitur, einer Fangvorrichtung und einem speziellen Bohrgestänge zusammen. Die Seilkernrohrgarnitur orientiert sich am Doppelkernrohr mit dem Unterschied, das der herkömmliche Kernrohrkopf durch einem Sperrklinkenmechanismus ersetzt wurde, der das Innrohr für den Bohrprozess am Außenrohr arretiert und für den Fördervorgang entriegelt werden kann. Zum Schutz des Bohrkerns vor mechanischen Rotationseinflüssen ist das Innrohr mit der Sperrklinke über ein Drehlager verbunden. In der Abbildung 7 ist der Aufbau eines Seilkernrohres exemplarisch dargestellt. Von den industriellen Herstellern werden Innenrohr- Außenrohrkombinationen angeboten, mit denen Kernmärsche in Längen von 1 m bis 9 m realisierbar sind. Das Seilkernrohrsystem zeichnet sich durch eine vorteilhafte Kernentnahme aus, die ohne den zeitaufwendigen Bohrstrangausbau und anschließenden Einbau auskommt. Der Bohrkern wird über eine Fangvorrichtung am Seil geborgen. Hierzu wird nach dem Abbohren des Kernmarsches der Spülungsstrom unterbrochen, der Kern durch leichtes Anheben des Bohrstranges vom anstehenden Gebirge gelöst und anschließend der Kraftdrehkopf des Bohrgerätes vom www.advanced-mining.com 14
Abb. 7: Aufbau Seilkernrohr Ausgabe 03 | 2009 WEITERBILDUNG Bohrgestänge getrennt. In das Bohrgestänge wird über das Windenwerk am Seil die Fangvorrichtung bis zur Sperrklinke des Seilkernrohres eingelassen. Das spezielle Seilkernbohrgestänge ist im Durchmesser dem Kernrohr angepasst, so dass ein Ziehen des Innrohres im Bohrgestänge möglich ist. Mit dem Aufsetzen der Fangvorrichtung auf die Sperrklinke des Innrohres wird der Mechanismus vom Außenrohr entriegelt und das Innerohr kann mit dem aufgenommen Bohrkern nach übertage gefördert. Nach der Kernentnahme wird das Innenrohr wieder durch das Bohrgestänge zum Kernrohr eingelassen. www.advanced-mining.com 15
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