DE923601C - Verfahren zur Verfestigung von Bohrloechern in losem Gestein - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verfestigung von Bohrlöchern in losem Gestein Bei der Ausführung vom, Bohrungen verschiedenster Art für die Gewinnung von Wasser und Erdöl, zur Erschließung von Salz- und Erzlagerstätten, für die Ermittlung der Bodenschichtzusammensetzunb n, für die Durchführung von seismischen Sprengungen und sonstiger Sprengarbeiten mit größerem Bo'hrlochdurchmesser ergeben sich in los#un und leicht zusammenhreche!ndem Gestein beträchtliche Schwierigkeiten durch das Nachrutschen der sich hinter dem Bohrer ab,-lösenden Massen..
• In zerklüfteten oder sonst mit Spalten durchsetzten Schichten bleibt auch die Anwendung der üblichen Dickspülung wegen der Versickerung der Flüssigkeit in dem porösen Gestein vielfach erfolglos.
• In solchen schwierigen Fällen wird mit einem Rohrbohrer gearbeitet, der das Einbrechen der Bohrlochwandungen verhindert. Naturgemäß können mit derartigen Bohrern nur verhältnismäßig geringe Bohrlochtiefen erreicht werden, da ein Zusammenfallen. des Bohrloches . nach Herausziehen, des Bohrers nicht zu verhindern ist.
• Das neue Verfahren beseitigt diese Schwierigkeiten dadurch, daß es nach durchgeführter Bohrung mit dem Rohrbohrer die Wandungen; des gebohrten Lochabschnittes so verfestigt, daß das nachträghche Zusammenbrechen mit Sicherheit verhindert wird und eine Fortsetzung der Bohrung auf beliebige Tiefen durchführbar ist. Das Verfahren besteht darin, das Innere des Bohrloches mit einer plastischen Tonauskleidung zu versehen, die unter hohem Druck in die lotsen. Gesteinsteile der Bobrlochwand eingepreßt wird.
• Das Einpressen des Tonbelages erfolgt in, der Weise, daß zylindrische Körper aus plastischem Ton durch das Bohrrohr auf den Grund des Bohrloches gebTaoht werden, und zwar in der Höhe des noch nicht ausgekleideten Teiles des Bohrloches.
• Die plastischen Tonkörper besitzen eine zentrale Bohrung, die fortlaufend mit einer schwachem, gestreckten Sprengstoffladung erfüllt ist.
• Diese Sprengstoffladung hat den Zweck, bei ihrer Detonation die Tonkörper auszubauchen und die seitlich ausweichenden Tonteilchen in die Klüfte und Risse des die, Bohrlochwandung damstellenden losen Gesteins hineinzupressen.
• Selbstverständlich muß vor der Durchführung dieser Sprengung der Rohrbohrer so weit zurückgezogen werden, daß einmal eine Beschädigung des Bohrers vermieden wird und andererseits nur die Teile des Bohrloches erfaßt werden, die noch nicht behandelt sind.
• Die verwendete Sprengladung kann beliebiger Art sein. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird man der bekannten Detonationszündschnur den, Vorzug geben, da ihre, Formgestaltung eine leichte, rasche und sichere Anwendung möglich macht.
• Diese Detonationszündschnwr ermöglicht vor allem eine sehr genaue Dosierung der notwendigen Sprengstoffmenge, die auf der ganzen Länge von gleichmäßiger Wirkung sein muß.
• Die zur Zeit am meisten in Gebrauch befindliche Detonationszündschnur auf der Grundlage von Nitropentaerythrit enthält eine sehr gleichförmige Ladung von etwa 12 g Sprengstoff je Meter. Falls größere Bohrlochdurchmesser eiine stärkere Wirkung erforderlich machen, so@iist diese ohne weiteres durch Vervielfachung des Stranges möglich.
• Die praktische Durchführung des Verfahrens. ezfo@lgt etwa ih folgender Weise: Die, Bohrung wrd nach Abc,. i mit einem Rohrbohrer i, der am unter ren Ende die Bohrkrone, 2 trägt, unter Verwendung normaler Dickspülung angesetzt und auf beispielsweise 5 m niedergebracht. In den Hohlraum des Rohrbohrers werden zylindrische Körper 3 aus plastischem Ton von einem solchen Kaliber eingebracht, daß ein .guter Durchgang durch dass Innere des Rohrbohrers gewährleistet ist. Die Tonkörper halben zweckmäßilgerweise eine Länge von 0,3 bis 0,5 m und sind mit eisner etwa 8 bis 12 mm starken Bohrung versehen.
• Durch die Bohrung der Tonkörper weirden je nach Erfordernis ein biss drei Stränge der üblichen Detonationszündschnur mit einer Füllung von Nitropentaerythrist 5 eingezogen. Die Stränge der Zündschnur werden zusammen mit einem dünnen Tragkabel am untersten Tonzylinder befestigt, q., worauf alle weiteren Tonkörper sukzessiv auf dien sei gemsischten Strang aufgereiht werden, und zwar mach Maßgabe des Einbringers in den Rohrbohrer.
• Sobald der Rohrbohrer entsprechend der erreichten Rohrtiefe ausgefüllt ist, wird er allmählich ganz herausgezogen. Dadurch verlieren naturgemäß die Rohrlochwandungen an Halt und brechen bis auf den durch die Tonzylinder gegebenen Durchmesser herein.
• Beim nun folgenden Absprengen der Detonationszündschnur werden die plastischen Tonzylinder nach Abb. a stark ausgebaucht und je, nach der Größe der Ladung mehr oder weniger stark in, die umgebenden losem: Massen hineiingepreßt. Das Ergebnis ist ein. praktisch zylindrisches Tonrohr, dessen. Wandungen das. umliegende Geröll verkittet und dadurch so fest zusammenhält, daß ein weiterer Zusammenbruch des Bohrloches nicht mehr zu befürchten ist. Der erzielte Durchmesser des Bohrloches ist von dem Durchmesser der angewandten Tonzylinder und von der Größe der eingesetzten Ladung abhängig. Angestrebt muß ein solcher Durchmesser werden, daß der Rohrbohrer ohne weitere Schwierigkeiten durch das entstandene Bohrrohr eingebracht werden kann.
• Es wird nun ein weiterer Abschnitt unter Verwendung von Dickspülung gebohrt und nach Erreichung einer gewissen Tiefe das oben, geschilderte Verfahren wiederholt.
• Für das Erbehren größerer Tiefen eist es nicht notwendig, einen durchlaufendem Rohrbohrer zu verwenden. Es genügen vielmehr Bohrrohrabschnitte von beispielsweise :2 bis, io m, die an ein normales Bohrgestänges angeschlossen worden.
• Für eine gleichmäßige Auskleidung der Bohrloohwandungen ist die Plastizität des verwandten Tones ausschlaggebend. Da diese beim Austrocknen, der Zylinder verlorengeht und auch durch neuerliches Befeuchten nicht wieder regeneriert werden kann, ist es. unbedingt erforderlich, das. Austrocknen der Tonzylinder bei der Lagerung und beim Transport zu verhindern. Dieses mriird dadurch erreicht, daß der Ton nicht mit Wasser plastifiziert wird, sondern unter Verwendung von. solchem, Flüssigkeiten, die infolge ihrer Unverdampfbarkeit oder ihrer Hygroiskopdzität den plastischen Zustand dauernd aufrechterhalten.
• Sehr gut geeignet sind hierfür konzentrierte, wäßrige Lösungen von Chlorcalcium und ChlormagnesEum, oder auch Mischungen hieraus, konzentrierte Lösungen vom, löslichen milchsauren Salzen., z. B. Kalium- und Natriumlaetat, organische Flüssigkeiten, wie Polyalkohole, z. B. die verschiedenen Glykole; Glycerin, Sorbitlösungen usw. .
• Auch durch Vermischen des trockenen Tones mit Pflanzen- und Mineralölen können dauerplastische Mischungen hergestellt werden, die, aber nicht den günstigen Plas:tizitätsgrad der wasserhaltigen Mischungen besitzen.
• Die Herstellung derartiger dauerplastischer Ton.-kärper erfolgt am zweckmäßigsten und wirtschaftlichsten mittels Strangpressen. Die nach diesem Verfahren. mit Ton ausgekleideten Bohrlöcher besitzen dune bemerkenswerte Standfestigkeit und ermöglichen rasche Bohrungen. in schwierigstem, losem und zerklüftetem Gestein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verfestigung von Bohrlöchern in, losem Gutstein, dadurch gekennzeichnet, daß in das Bohrloch eingebrachte plastische Tonzylinder durch eine in einer Bohrung angeordnete Sprengladung stark ausgebaucht wesr'-den und die- durch die Detonation weggedrückte Tonmasse in die Zwischenräume der Bohrlochwandung eingepreßt wird.
2. 2. Verfahrene zur Verfeistibgung von Bohrlöchern in losem Gestein nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d.aß als Sprengladung für die Ausbauchung der eingebrachten Tonzylinder Detonationszündschnüre üblichen Aufbaus verwendet werden.
3. 3. Verfahren. zur Verfestigung von. Bohrlöchern in losem Gestein nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die, Detonationszündschnüre in einen oder mehreren. Strängen zusammen mit einem Tragkabel durch eine zentrale Bohrung der Tonzylinder durchgezogen, werden. q.. Verfahren zur Verfestigung von: Bohrlöchern in losem Geistein nach, Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Einlage von Detonationszündschnüren. versehenen Tonzylinder noch innerhalb, des Bohrrohres in das Bohrloch eingeführt werden. Verfahren zur Verfestigung von, Bohrlöchern in losem Gestein. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Tonzylinder zur Anwendung kommen, die mittels nicht verdampfbarer oder hygroskopischer Flüssigkeiten oder Lösungen plastifiziert werden.