DE114751C

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Publication number: DE114751C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Für die Durchsinkung des schwimmenden Gebirges mittelst Bohrlöcher oder Schächte und gleichzeitiger Offenerhaltung seiner Wandungen hat man bisher verschiedene Verfahren angewendet, von denen sowohl dasjenige, welches auf dem sich bei Spülbohrungen ergebenden Ueberdruck des Spülwassers gegen die Bohrwandungen beruht, als auch das die chemische Reaction von Salzlösungen, die schnell erhärtende Niederschläge ausscheiden, benutzende (z.B. nach den Patenten 39732 und 42513) als bekannt vorausgesetzt werden.

Beide Verfahren haben jedoch den Nachtheil, dafs im ersteren Falle bei Unterbrechung des Spülwasserüberdruckes sofort der natürliche Druck der im Gebirge vorhandenen Wassermassen wieder in Wirkung tritt und alsdann durch den Mitausdruck der Sandmassen die vorherigen Oeffnungen wieder zusammengehen, während im letzteren Falle diese durch die abgeschiedenen. Niederschläge ausgefüllt werden; und wenn nun auch die Bohrwandungen nicht zusammengehen können, so bleibt doch in beiden Fällen keine freie Oeffnung übrig, die zu erhalten doch gerade beabsichtigt war.

Diesem letzteren Zwecke soll nun das nachstehende, bei Bohrungen anzuwendende Verfahren dienen, indem dabei anstatt des gewöhnlichen Spülwassers eine mit chemischen Lösungen von Salzen versetzte Flüssigkeit verwendet wird, die alsdann schon wegen ihres gröfseren specifischen Gewichtes einen Ueberdruck über das im Gebirge vorhandene gewöhnliche Wasser ausübt, dessen Wirkung zudem noch mit zunehmender Tiefe (rechnungsmäfsig) wächst, und wobei sich aus dem längs den Bohrwandungen auf- oder niedersteigenden Spülstrom die darin gelösten Stoffe gegen die Bohrwandungen abscheiden, bevor dieser Spülstrom wieder zu Tage tritt. Die so abgeschiedenen Stoffe werden sich alsdann entweder als Häutchen längs den Gebirgswandungen ansetzen, oder aber mit dem Material der Wandungen einen Cement bilden, wodurch alsdann bei einfachem Vollhalten der Bohrlöcher auch während der Arbeitspausen und Unterbrechung des Spülstroms durch den Flüssigkeitsüberdiuck die Bohrwandungen weiter offen erhalten werden können.

Diese Wirkungsweise gründet sich auf die Erkenntnifs, dafs einerseits der zumeist den Tertiär-, wenn nicht noch jüngeren Formationen angehörende Schwimmsand stets kreidehaltig ist, also kohlensauren Kalk (Ca O) enthält, der in Berührung mit Säuren mehr oder weniger stark braust, und sodann auch mit den die Hauptmasse des Schwimmsandes bildenden Sandkörnern, d. i. Kieselerde, einen Cement bildet, der alsdann selbst unter Wasser immer mehr erhärtet, andererseits aber jene die Bohrwandungen befestigenden Abscheidungen gegen diese erfolgen.

Als hierzu geeignete Lösungsmittel empfehlen sich sonach, insbesondere ihrer leichten Beschaffung im Grofsen und ihrer Billigkeit wegen

1. die specifisch schwere Salz- oder auch Schwefelsäure,

2. die als Kalkmilch bekannte Mischung von Aetzkalk und Wasser,

3. Eisenvitriol, dessen Lösung insbesondere in Berührung mit Kalkmilch und dem aus der

kreidehaltigen Kieselsubstanz bestehenden Material der Bohrwandungen fast augenblicklich eine gegen die letzteren fest adhärirende eisen- und gipshaltige Abscheidungskruste bildet, die sämmtlich unter gleichzeitiger Einwirkung des Ueberdruckes dieser durch ihre Lösungen schwereren Flüssigkeitssäule die Bohrwandungen gut und lange offen halten.

Indem dies nun die hauptsächlichsten, sich in der Praxis zur Anwendung empfehlenden Reactionen wären, lassen.sich durch Benutzung weiterer Reagentien, wie anderer Eisenlösungen, z. B. des Chlorids oder des Jodchlorürs, ebenso des Salpeters oder der Kohlensäure und anderer mehr, die nämlichen Erfolge erzielen. In allen Fällen wird es aber ermöglicht, dafs der' Einbau von Röhren oder Tübbings durch die ganze Schwimmsandschicht bis zum Abscblufs mit dem unterliegenden soliden Gebirge auf einmal erfolgen kann.

Die Spülwasserführung kann dabei in bekannter Weise entweder in dem mit einer Druckleitung verbundenen hohlen Bohrgestänge niederwärts und sodann längs den Bohrwandungen wieder aufwärts geführt werden, um schliefslich zur Bohrlochsmündung frei abzufliefsen, oder aber unter einem mit einer Stopfbüchse versehenen Verschlufs der Bohrlochsmündung, durch den das Hohlgestänge hindurchgeht und der zugleich den Eintritt der Spülung gestattet, zwischen Bohrwand und Hohlgestänge ein- und bis. zur Bohrlochssohle niedergeführt werden, von wo sie alsdann, zugleich mit Bohrschmand beladen, in das Hohlgestänge eintritt und darin aufsteigend durch dieses oben wieder abfliefst.

In beiden Fällen füllt die Spülflüssigkeit die Bohrlöcher während des Betriebes bis zu ihrer Tagesmündung voll aus, so dafs auch ihr Ueberdruck zur Wirkung kommt und die Bohrwandungen somit offen bleiben.

Bei Unterbrechung des Spülstroms wird jedoch in den meisten Fällen die Flüssigkeitssäule im Bohrloch rasch sinken und sich darin verlieren, alsdann der im Gebirge herrschende Ueberdruck wieder die Oberhand gewinnen, so. dafs "durch die weitgeführten Sandtheile auch die Bohrwandungen wieder zusammengehen bezw. das Bohrloch bald wieder ausgefüllt wird.

Um dem vorzubeugen, wird ferner in -Verbindung mit der Benutzung der chemischen Lösungen noch folgendes vereinfachte Verfahren angewendet, nämlich: anstatt den Spülstrom durch eine Druckleitung zu erzeugen, wird die Spülung durch eine . mit dem Hohlgestänge verbundene Saugpumpe, welche durch die mitgeführten Sand- und Schmandtheile nicht weiter angegriffen wird, angesaugt.

Als eine solche Pumpe zeigt sich unter anderem' eine neuerdings construirte sogenannte Membranpumpe für die Praxis sehr geeignet. Dabei wird sowohl die Aufstellung der Pumpe wie die ganze Bohrführung, namentlich auch das Nachsetzen (Verlängern) des Bohrgestänges in ganz derselben Weise gehandhabt, wie bei Einführung der Spülung durch das Hohl'gestänge, nur dafs hier umgekehrt die Pumpe den Spülstrom ansaugt, welcher, nun durch die offene Bohrlochsmündung in solcher Menge zugeführt wird, dafs die Pumpe stets voll bleibt, gleichviel ob sie arbeitet und der Spülstrom sonach in Bewegung ist oder nicht, so dafs hierbei auch der Bohrbetrieb beliebig und ohne Nachtheil unterbrochen werden kann.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Verfahren zum Abdichten von Bohrlöchern, Schächten und dergl. im schwimmenden Gebirge mittelst Salzlösungen, aus denen sich steinartig erhärtende Niederschläge abscheiden, oder mittelst Säurelösungen oder Kalkmilch, welch letztere beide mit dem Material der Bohrwandungen einen Cement bilden, dadurch gekennzeichnet, dafs die Lösungen als Spülstrom in das Bohrloch oder dergl. eingeführt werden, und zwar in bekannter Weise entweder durch das Hohlgestänge bis zur Bohrlochssohle und alsdann längs den Bohrwandungen aufsteigend zu Tage frei abfliefsen, oder aber längs den letzteren bis zur Sohle niedergeführt und durch das Hohlgestänge zum Ausflufs gebracht werden, währenddessen die Abscheidung des steinartig erhärtenden Niederschlags auf der Innenfläche des Bohrloches erfolgt. ·
2. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Erzeugung des Spülstroms durch Ansaugen einer mit dem Hohlgestänge verbundenen Pumpe, unter freiem Zuflufs- der Spüllösungen zwischen Bohrgestänge und Bohr-Wand nach abwärts, auf welchem Wege die Abscheidung des erhärtenden Niederschlags längs den Bohrwandungen in bekannter Weise erfolgt, bevor der Spülstrom durch das Hohlgestänge aufwärts und zu Tage gelangt.