Bohrloch - Borehole

Eine Frau in Uganda sammelt Wasser aus einem Bohrloch.
Ein gebohrter Brunnen in Ghana

Ein Bohrloch ist ein schmaler Schacht , der entweder vertikal oder horizontal in den Boden gebohrt wird. Ein Bohrloch kann für viele verschiedene Zwecke gebaut werden, einschließlich der Gewinnung von Wasser , anderen Flüssigkeiten (wie Erdöl ) oder Gasen (wie Erdgas ), als Teil einer geotechnischen Untersuchung , Umweltstandortbewertung , Mineralexploration , Temperaturmessung usw eine Vorbohrung für Pfeiler oder unterirdische Leitungen, für geothermische Anlagen oder für die unterirdische Lagerung von unerwünschten Substanzen, beispielsweise bei der Installation der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung .

Bohrbrunnen graben

Bedeutung

Ein Wasserressourcen Bohrloch in die Kreide Aquifer unter der North Downs , England bei Albury

Ingenieure und Umweltberater verwenden den Begriff Bohrloch , um alle verschiedenen Arten von Löchern zusammenzufassen, die im Rahmen einer geotechnischen Untersuchung oder einer Umweltstandortbewertung (einer sogenannten Phase II ESA) gebohrt werden . Dazu gehören Bohrlöcher, die zum Sammeln von Bodenproben, Wasserproben oder Gesteinskernen, zum Voranbringen von In-situ- Probenahmegeräten oder zur Installation von Überwachungsbrunnen oder Piezometern vorgedrungen wurden . Aus Bohrlöchern entnommene Proben werden oft in einem Labor getestet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu bestimmen oder um den Gehalt verschiedener chemischer Bestandteile oder Verunreinigungen zu bestimmen.

Typischerweise wird ein Bohrloch, das als Wasserbrunnen verwendet wird, durch die Installation eines vertikalen Rohres (Verrohrung) und eines Brunnensiebs vervollständigt, um das Bohrloch vor Höhlen zu bewahren. Dies hilft auch verhindern Oberfläche Verunreinigungen am Eindringen in das Bohrloch und schützt alle installierten Pumpe von der Zeichnung in Sand und Sediment. Öl- und Erdgasbohrungen werden auf ähnliche, wenn auch in der Regel komplexere Art und Weise fertiggestellt.

Wie in Proxy (Klima) beschrieben , können Bohrlochtemperaturmessungen in einer Reihe unterschiedlicher Tiefen effektiv " invertiert " werden (eine mathematische Formel zum Lösen einer Matrixgleichung), um die Schätzung der historischen Oberflächentemperaturen zu unterstützen.

Ansammlungen von Bohrlöchern mit kleinem Durchmesser, die mit Wärmetauschern aus PEX-Kunststoffrohren ausgestattet sind, können verwendet werden, um Wärme oder Kälte zwischen den gegensätzlichen Jahreszeiten in einer Masse von einheimischem Gestein zu speichern. Die Technik wird als saisonale thermische Energiespeicherung bezeichnet . Die Medien, die für diese Technik verwendet werden können, reichen von Kies bis zu Grundgestein. Es kann einige bis mehrere hundert Bohrlöcher geben, und in der Praxis reichen die Tiefen von 150 bis 1000 Fuß.

Geschichte

Bohrlochbohrungen haben eine lange Geschichte. Spätestens in der Han-Dynastie (202 v. Chr. – 220 n. Chr.) nutzten die Chinesen Tiefbohrungen für Bergbau- und andere Projekte. Der britische Sinologe und Historiker Michael Loewe gibt an, dass Bohrlochstandorte bis zu 600 m (2000 ft) reichen können. KS Tom beschreibt den Bohrprozess: "Die chinesische Methode des Tiefbohrens wurde durch ein Team von Männern ausgeführt, die auf und von einem Balken sprangen, um den Bohrer zu schlagen, während das Bohrwerkzeug von Büffeln und Ochsen gedreht wurde." Dies war das gleiche Verfahren zur Extraktion verwendete Erdöls in Kalifornien in den 1860er Jahren (dh „Kicking Her Down“). Eine Bronzegießerei der westlichen Han-Dynastie, die in Xinglong, Hebei, entdeckt wurde, verfügte über nahegelegene Bergbauschächte, die Tiefen von 100 m (328 ft) mit weitläufigen Abbaugebieten erreichten; die Schächte und Räume waren komplett mit Holzrahmen, Leitern und Eisenwerkzeugen. Im ersten Jahrhundert v. Chr. waren chinesische Handwerker mit gusseisernen Bohrern und Bohrern in der Lage, bis zu 1.500 m tiefe Bohrlöcher zu bohren. Im elften Jahrhundert n. Chr. waren die Chinesen in der Lage, Bohrlöcher bis zu 3000 Fuß Tiefe zu bohren. Das Bohren für Bohrlöcher war zeitaufwendig und langwierig. Da die Tiefe der Löcher variierte, konnte das Bohren eines einzelnen Bohrlochs fast ein ganzes Jahrzehnt dauern. Erst im 19. Jahrhundert holten Europa und der Westen auf und konkurrierten mit der alten chinesischen Bohrlochtechnologie.

Das längste Bohrloch der Welt war über viele Jahre das Kola Superdeep Borehole in Russland. Von 2011 bis August 2012 wurde der Rekord von der 12.345 Meter langen Sachalin-I Odoptu OP-11 Well vor der russischen Insel Sachalin gehalten . Die Bohrung Chayvo Z-44 mit erweiterter Reichweite erhielt am 27. August 2012 den Titel des längsten Bohrlochs der Welt. Die gemessene Gesamttiefe von Z-44 beträgt 12.376 m (40.604 ft). Aufgrund einer großen horizontalen Verschiebung sind die ERD-Bohrlöcher jedoch flacher als das Kola-Bohrloch.

Methodik

Bohrbrunnen graben

Bohrer können ein Bohrloch mit einem Bohrgerät oder einem handbetriebenen Gerät bohren . Die Maschinen und Techniken zum Vortrieb eines Bohrlochs variieren je nach Hersteller, geologischen Bedingungen und beabsichtigtem Zweck erheblich. Für Offshore-Bohrungen werden schwimmende Einheiten oder vom Meeresboden getragene Plattformen für die Bohrinsel verwendet.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Hellström G. (2008). Großflächige Anwendungen von Erdwärmepumpen in Schweden. IEA HP Annex 29 Workshop, Zürich, 19. Mai 2008.
  2. ^ Stiles L. (1998). Unterirdische thermische Energiespeicherung in den USA . Newsletter des IEA Wärmepumpenzentrums. 16:2:S.22-23.
  3. ^ Loewe (1968), 194.
  4. ^ a b c Tom (1989), 103.
  5. ^ a b Hobson, John M. (2004). Die östlichen Ursprünge der westlichen Zivilisation . Cambridge University Press. s. 215. ISBN 978-0521547246.
  6. ^ Loewe (1968), 191.
  7. ^ Wang (1982), 105.
  8. ^ Hossain, ICH; Abdullah Al-Majed, Abdulaziz (2015). Grundlagen nachhaltiger Bohrtechnik . Wiley-Scrivener (veröffentlicht am 2. März 2015). ISBN 978-0470878170.
  9. ^ Rezende, Lisa (2007). Chronologie der Wissenschaft . Häkchen bei Büchern (veröffentlicht am 1. April 2007). S.  40 . ISBN 978-0816071197.
  10. ^ a b Conner, Clifford D. (2005). Die Wissenschaftsgeschichte eines Volkes: Bergleute, Hebammen und niedrige Mechaniker . Nationen Bücher. S.  175 . ISBN 978-1560257486.
  11. ^ Sachalin-1-Projekt bohrt den längsten Extended-Reach- Bohrloch der Welt archiviert 2011-01-31 an der Wayback-Maschine

Externe Links