Dieses Produkt dient zum Verschluss des Bohrlochs und der darin abgehängten Rohrtouren. Die seitlichen Flansche sind die Ein- und Auslässe der verschiedenen Ringräume, die unterschiedliche Funktionen haben.
Der Bohrlochkopf unterliegt je nach Art der Bohrung unterschiedlichen Drücken, Temperaturen und Medium. Die Dichtheit des Produkts muss unter allen Belastungen gewährleistet sein, die durch umfangreiche Drucktests nach internationalen Standards immer nachgewiesen müssen. Hochwertige Materialen, präzise Bearbeitung und strenge Einhaltung aller Vorschriften der EU und der API sind Maßstäbe für zugelassene Hersteller.
Bohrmeißel
Zur Erschließung von Erdöl und Erdgaslagerstätten oder um geothermische Energie aus dem warmen Wasser in tiefen Gesteinsschichten gewinnen zu können, sind tiefe Bohrungen von oftmals mehreren Kilometern nötig. Dazu wird in einem Bohrturm ein Bohrgestänge mit Hilfe eines Elektro- oder Dieselmotors in Rotation versetzt. Am unteren Ende des Bohrgestänges ist das wichtigste Werkzeug, der Bohrmeißel, verschraubt. Durch diese Drehbewegung und das enorme Gewicht des Bohrgestänges trägt der Bohrmeißel das Gestein Zentimeter um Zentimeter ab.
Man unterscheidet Bohrmeißel in rollende Werkzeuge (Rollenmeißel) und schabende Werkzeuge (PDC-Meißel – Polycystalline Diamond Compact, synthetischer Diamand). Sie unterscheiden sich im Aufbau und in der Art und Weise, wie sie das Gestein zerstören. Rollenmeißel erzeugen einen Riss im Gestein und kleine Gesteinsstückchen werden herausgebrochen, wohingegen das Gestein von PDC-Meißeln schabend/scherend abgetragen wird.
Rollenmeißel haben zwei oder drei Rollen, die sich auf der Bohrlochsohle um die eigene Achse drehen. Die Schneidstruktur ist entweder aus Metall gefräst, ein sog. Zahnmeißel, der für weiche Formationen geeignet ist, oder sie ist mit Hartmetallwarzen (TCI, Tungsten Carbid Inserts) bestückt, ein sog. Warzenmeißel, der härtere Gesteinsschichten erbohren kann. Die Rollen werden auf Kugellagern geführt, die mit Dichtungen vor der Bohrspülung geschützt werden. Rollenmeißel können in anspruchsvollen Formationen aufgrund der vielen beweglichen Teile beschädigt werden, so dass der Meißel ggf. nach einigen hundert Metern ausgewechselt werden muss.
Heutzutage werden immer mehr PDC-Meißel eingesetzt. Diese haben keine bewegliche Bauteile, sondern bestehen aus einem Grundkörper aus Stahl oder einer Matrix mit Rippen am Meißelkopf. In diesen Rippen sind Inserts mit künstlichen Diamantscheiben eingelassen, die das Gestein abscheren. PDC-Meißel haben den großen Vorteil, dass sie auf der einen Seite eine deutlich höhere Lebensdauer aufzuweisen und auf der anderen Seite mehr Meter pro Stunde bohren können, also eine viel höhere Bohrgeschwindigkeit gegenüber Rollenmeißel erreichen können.
Bohrstrang
Tiefbohrungen werden zur Erschließung von Erdöl - und Erdgaslagerstätten sowie der Nutzung von tiefer Geothermie in geeignete, geologische Formationen niedergebracht.
Der Bohrstrang gehört neben einer Tiefbohranlage zu den zentralen technischen Komponenten, um den Erfolg einer Bohrung sicherzustellen. Ein Bohrstrang besteht im Wesentlichen aus einem Bohrwerkzeug, d.h. dem Bohrmeißel, einer Steuerungs- und Messeinheit, den Schwerstangen und dem Bohrgestänge. Das hier vorliegende Exponat besteht aus einem 8 ½" PDC-Bohrmeißel mit polykristallinen Einsätzen, einem 6 ¾" Steuerungssystem vom Typ Autotrak, einem 8 ½" Stabilisator, einer 6 ½" spiraligen Schwerstange und einem 5" API Bohrgestänge.
Mit Hilfe dieses Bohrstrangs können Bohrungen über 5.000 Meter tief und zusätzlich mehrere Hundert Meter horizontal in die geologische Formation abgeteuft werden.
Bohrkerne
Bei einer Bohrung für die oberflächennahe Geothermie unterscheiden wir mehrere Einbau-Abschnitte bzw. Arbeitsphasen.
Um diese verschiedenen Arbeitsphasen einfacher erklären zu können, wurde hierzu ein 3-Säulen-Modell kreiert.
Wir beschränken uns hierbei auf die Einbauphase, sowie die dann folgenden Verpress- und Verfüllabschnitte.
In der ersten Modellsäule ist der Erdsondenfuß dargestellt, welcher den Einbau auf Bohrlochsohle zeigen soll.
In der zweiten Modellsäule ist die Erdsonde inkl. durchgeführten Verpressvorganges als Schnittmodell dargestellt. Diese Schnittbetrachtung dient Schulungszwecken, daher wird der Sondenfuß als nicht verpresst dargestellt.
Die dritte Modellsäule zeigt die komplett verfüllte und ins Erdreich angebundene Erdsonde mit den an der Geländeoberkante herausstehenden Sondenenden, vor der Anbindung an das Gesamtsystem.