INSIDE GeoLaB - Im Untergrund gearbeitet!
Said Kamrani am Bohrplatz. "DSV" steht für "Drilling Supervisor", also Bohrleiter. © Said Kamrani
Said Kamrani ist Bohringenieur und hat zahlreiche Bohrungen auf der ganzen Welt geleitet. Für das GFZ arbeitet er in den Abteilungen Wissenschaftliches Bohren und Geoenergie. Im Rahmen von GeoLaB plante und leitete er die zwei Erkundungsbohrungen auf der Tromm. Darunter eine komplizierte „abgelenkte Bohrung“. Das Erstaunliche: Die Bohrung wurde trotzdem früher fertig als geplant – günstig für´s Budget!
Wie muss man sich Deinen Job vorstellen?
Ich beginne immer zuerst mit der Bohrplanung. Da fange ich im Grunde von Null an, denn als Forschungsinstitut haben wir keine technischen Geräte, die für Bohrungen benötigt werden. Die müssen wir extern ausschreiben und Dienstleister für die Bohranlage, Rohre, Reinigungsgeräte, etc. beauftragen. Wenn alles steht, habe ich auf dem Bohrplatz eine Doppelfunktion: Bauaufsicht und Bauleitung. Ich muss in Wechselschichten ständig vor Ort sein, alles im Blick haben, tägliche Berichte an die Projektleitung schicken - die Bohrung rund um die Uhr am Laufen halten.
Wie läuft eine Bohrung prinzipiell ab?
Das ist natürlich sehr technisch, ich versuche aber trotzdem mal, es verständlich zu erklären: An der Oberfläche befindet sich die Bohranlage. Sie setzt den Bohrstrang (Bohrstangen und Schwerstangen) in Rotation und überträgt die Energie auf den Bohrmeißel ganz unten im Bohrloch. Das Bohrgestänge wird dabei nach und nach verlängert: Sobald ein Abschnitt gebohrt ist, wird ein weiteres Rohrstück – meist etwa neun Meter lang – aufgeschraubt. Die Schneidelemente des Bohrmeißels dringen in das Gestein ein, und zwar durch das Gewicht des Gestänges und die Drehbewegung. So arbeitet sich der Bohrmeißel Schritt für Schritt immer tiefer in den Untergrund vor. Der Bohrmeißel wird dabei sehr heiß und deshalb durch eine Bohrspülung, die durch das Bohrloch zirkuliert, gekühlt. Kleine Partikel, wie z.B. Gesteinsstücke (Bohrklein), werden durch die Bohrspülung an die Oberfläche transportiert. Die Bohrspülung hat also auch die Aufgabe, das Bohrloch sauber und die Wände des Bohrlochs geschmeidig und stabil zu halten.
Die erste Erkundungsbohrung auf der Tromm – Business as usual?
Bei der ersten Bohrung mussten wir über die ganze Tiefe von über 500 Metern einen Bohrkern aus dem Tromm-Granit nach oben befördern – das ist nicht gerade Alltag. Unsere Geologen brauchen für ihre Untersuchungen möglichst hochwertiges, unversehrtes Gesteinsmaterial. Das erhält man am besten mit einer vertikalen, geraden Bohrung in den Untergrund und durchgehendem Ziehen von Bohrkernen. Dabei wird das Gestein nicht zerstört, sondern als zusammenhängender Zylinder – der sogenannte Bohrkern – aus dem Untergrund entnommen und Stück für Stück nach oben geholt. Hat alles einwandfrei geklappt!
Da war die zweite Bohrung schon eine andere Herausforderung, oder?
Das war ja eine sogenannte abgelenkte Bohrung. Wir neigten sie von Anfang an gezielt seitlich ab – bis zu einer Entfernung von mehr als 300 Metern. Wir bohrten also geneigt in den Untergrund. So kann ein größerer Bereich im Untergrund erfasst werden als mit einer geraden Bohrung. Von Anfang an geneigt zu bohren ist kein Standard. Das hat auch Auswirkungen auf den Preis: Kein Bohr-Dienstleister lässt sich auf einen pauschalen Meterpreis ein. Es könnten unvorhersehbare Schwierigkeiten auftreten und deswegen berechnen die Firmen den Preis nach Aufwand – also nach Stunden. Das heißt natürlich für mich: richtig Gas geben! Und das hat dann auch super funktioniert. Wir wurden insgesamt fast zwei Wochen früher fertig als geplant – eine absolute Seltenheit.
Hattet ihr auch kritische Momente?
Natürlich – die gibt´s bei so komplexen Gewerken natürlich immer wieder. An einem bestimmten Punkt der vertikalen Bohrung haben wir gemerkt, dass die Leistung abfiel. Die Bohrung lief – im wahrsten Sinne des Wortes – nicht mehr rund. Da war natürlich die Frage: Wo liegt der Fehler? Ich habe mir unsere Bohrspülung genauer angeschaut. Das Problem war: Es hatte sich Granitpulver in der Bohrspülung angesammelt. Dadurch wurde sie dickflüssig, wie eine Art Brei. Und das verlangsamt natürlich den Bohrfortschritt, weil dadurch ständig Komponenten der Kerngarnitur ausfielen. Wir haben die komplette Spülung ausgetauscht, was ein ziemlicher Aufwand war, aber danach lief wieder alles einwandfrei.
Und zum Schluss noch ein Fun Fact: Diamonds are a drilling engineer´s best friend?
Einige Bohrmeißel haben auf ihren Köpfen Industriediamanten verbaut. Die sind jedoch nicht vergleichbar mit edlen Schmuck-Diamanten. Sie werden synthetisch hergestellt und sehen absolut unspektakulär aus. Aber sie werden häufig für Bohrungen eingesetzt, weil sie extrem hart und widerstandsfähig sind. Trotzdem sind Diamanten nicht immer die erste Wahl. Je nach Bedingungen im Untergrund kommen auch andere Hochleistungsmaterialien zum Einsatz, die zum Beispiel hitzebeständiger oder chemisch stabiler sind. Bornitrid ist eines davon – weniger bekannt, aber in einigen technischen Anwendungen dem Diamanten überlegen und unverzichtbar.