Kernbohrung von Brunnen: Technologie und Nuancen der Durchführung von Arbeiten

Eine der produktivsten und wirtschaftlichsten Methoden zur Erstellung von Bohrungen ist das Kernbohren. Es wird in der Lagerstättenerkundung und der Ingenieurgeologie eingesetzt. Zudem ist es die einfachste und schnellste Methode, um Zugang zu Grundwasser für die Wasserversorgung zu erhalten.

Alles über die Besonderheiten des Kernbohrens, das benötigte Werkzeug und die Anwendungsmerkmale erfahren Sie in unserem Artikel.

Anwendungsbereich des Kernbohrens

Das Kernbohren – eine Methode, die es ermöglicht, die Tiefe der Ober- und Unterkante von Bodenschichten sowie die Tiefe des Grundwasserspiegels mit höchster Genauigkeit zu bestimmen.

Die Kernbohrtechnologie wird in folgenden Branchen umfassend eingesetzt:

• Wasserversorgung im industriellen und privaten Bereich. Das Bohren von Brunnen für die private Wasserversorgung, die Organisation der Wasserentnahme ganzer Siedlungen oder Stadtviertel wird effizient durch Kernbohren durchgeführt, da der Bohrer leicht in große Tiefen vordringt. Das Kernbohrwerkzeug kann praktisch jedes zerstörte Gestein heben, mit Ausnahme von wassergesättigten und lockeren, nicht bindigen Böden (Sande, Kies, Geröll);
• Geologische Erkundung im Bergbau. Beim Durchörtern des Gesteins erfolgt eine punktuelle Einwirkung auf den Boden entlang des Rotationsradius. Mit anderen Worten, mit einem rohrähnlichen Bohrwerkzeug wird ein massiver Gesteinskern ausgebohrt, ohne dessen Struktur und Zustand zu beeinträchtigen.
• Bauwesen. Durchführung ingenieurgeologischer Untersuchungen zur Bestimmung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften von Böden und des Zustands von Gesteinen. Die Kernbohrtechnologie ermöglicht es, den Grundwasserspiegel mit hoher Genauigkeit zu ermitteln und Wasserproben zu entnehmen, um deren Aggressivität gegenüber Beton zu untersuchen.

Beim Kernbohren wird ein Bohrkern gewonnen – eine Säule aus Boden oder angrenzenden Bodenschichten. Der Kern zeichnet sich durch seine ungestörte natürliche Struktur aus, was eine umfassende Analyse des untersuchten Gesteins ermöglicht. Das Bohren mit einem Kernbohrrohr erlaubt es, die Tiefe des Gesteinsvorkommens für Untersuchungszwecke mit höchster Genauigkeit zu bestimmen.

Das Kernbohren von Bohrlöchern gewährleistet die Unversehrtheit des entnommenen Bohrkerns, was eine qualitativ hochwertige Gesteinsuntersuchung ermöglicht. Gleichzeitig wird die beste Reinigung der Bohrlochsohle von zerstörtem Gestein durchgeführt.

Der Einsatz des Kernbohrers im Bauwesen erleichtert und beschleunigt die Prozesse erheblich. In das mit dem Kernbohrer vorbereitete Loch lässt sich leicht ein Pfahl rammen oder eine fertige Stahlbetonkonstruktion montieren. Das Kernbohren ermöglicht das Erstellen zylindrischer Öffnungen in Mauerwerk und Betonkonstruktionen.

Arbeitsverfahren und Ausrüstung

Es sind zwei Methoden des Kernbohrereinsatzes bekannt: Arbeiten mit Spülung auf die Bohrlochsohle oder im Trockenen, d. h. ohne Bohrspülung.

Das Bohren ohne Bohrspülung wird angewendet, wenn nichtbindige Böden in ausreichendem Maße für Vortrieb und Entnahme mit natürlicher Feuchtigkeit durchtränkt sind. Wasser wird auch nicht in den Bohrschacht eingebracht beim Vortrieb durch breiig-weiche, weichplastische und zähplastische Schluffe/Tone, feste und plastische Sandschluffe.

Flüssigkeit wird zwingend beim Bohren von festen und halbfesten Gesteinen eingesetzt. Bei fehlendem Wasser erfolgt der Bohrvortrieb in diesem Fall wesentlich langsamer. Darüber hinaus steigt die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Ausfalls der Krone erheblich, weshalb das Trockenbohren als kostspieliger gilt.

Die Technologie des Kernbohrens mit Spülung ermöglicht es nicht nur, die Lebensdauer der Arbeitsausrüstung zu verlängern, sondern auch die Bohrlochsohle auf schnellste und am wenigsten arbeitsintensive Weise von zerstörtem Gestein zu befreien.

Beim Bohren mit Bohrspülung steigt die Bohrgeschwindigkeit erheblich. Meistens wird dieses Verfahren beim Bohren von Bohrlöchern großer Tiefe angewendet. Dies ermöglicht die Durchführung der Arbeiten in kürzester Zeit mit minimalem Risiko einer Kronenbeschädigung.

Weiterhin wird Wasser unter hohem Druck auf die Bohrlochsohle gefördert, wenn das Bohrloch in lockeren, nichtbindigen Böden niedergebracht wird und keine Kernentnahme erforderlich ist. Mit dem Wasserstrahl wird in diesem Fall einfach die Bohrlochsohle gespült, um den Bohrschacht von zerstörtem Boden zu befreien.

Prinzip der Kernbohrmethode

Das Hauptelement beim Kernbohren ist das zerstörende Schneidteil, das an der Unterseite des Kernrohrs angebracht ist. Es wird Krone genannt. Für den Vortrieb in festem Gestein werden spezielle Kronen mit Diamantmeißeln verwendet.

Kronen – austauschbare Schneidwerkzeuge, die an der unteren Kante des Kernrohrs angeschraubt werden. Während des Bohrens müssen sie mehrmals ausgewechselt werden.

Die Diamantkrone ermöglicht ein nahezu ungehindertes Eindringen des Bohrers in große Tiefen beim Vortrieb von Wasserfassungsstrecken in Kalkstein. Das heißt, beim Bohren von Brunnen, die in das anstehende Gestein eindringen, in dessen Rissen sich durch jahrhundertealte Kondensation die Vorräte an reinstem Grundwasser gebildet haben.

Bohrkronen werden auf einfachste Weise gewechselt – man entfernt das abgenutzte Teil und schraubt eine neue Krone auf das Kernrohr.

Das Gestein wird mit einer sich mit hoher Drehzahl drehenden Krone durchtrennt. Die Drehgeschwindigkeit des Bohrers kann je nach Dichte des zu bearbeitenden Bodens geregelt werden. Die Krone “schneidet” den Boden nur am Rand eines Zylinders aus, dessen mittlerer Teil in das Kernrohr gedrückt wird.

Zur Gewinnung des Bohrkerns wird das Bohrgestänge an die Oberfläche gehoben. Der darin eingeschlossene Boden wird buchstäblich mit einem Luftstrom, der in den oberen Teil des Rohrs geleitet wird, aus dem Kernbohrer geblasen. Das Ausblasen wird beschleunigt, indem man das Gestänge mit einem Vorschlaghammer abklopft.

Beim Kernbohren wird das erbohrte kegelförmige Gesteinssegment in das Kernrohr geschoben. Um es zu entnehmen, wird das Kernbohrgestänge durch Zerlegen der Bohrgestängesäule aus dem Bohrloch geholt. Der Kern wird aus dem Rohr geblasen und herausgeklopft.

Kernbohrer haben beim Durchdringen von festem Gestein eine höhere Produktivität als Diamantbohrkronen und Rollenmeißel. Dies ist auf die hohe Drehgeschwindigkeit des Bohrers zurückzuführen, wodurch der erforderliche Kraftaufwand beim Bohren verringert wird.

Darüber hinaus zerstören Meißel das Gestein vollständig, das dann mit einer Ventilbüchse ausgeschöpft oder mit Druckwasser zur Bohrlochspülung gespült werden muss. Im Grunde müsste man denselben Abschnitt zwei- oder sogar dreimal bearbeiten: zuerst zerstören, dann reinigen. Die Kernbohrtechnik ermöglicht es, die Bohrlochsohle in einem Durchgang zu durchbohren und zu reinigen.

Maschinen und Bohranlagen

Die Wahl des Bohrgeräts oder der Bohranlage wird durch den Zweck des Bohrlochs und seinen Durchmesser bestimmt. Die Beliebtheit des Kernbohrverfahrens führt zur Herstellung von Bohranlagen und -geräten auf der ganzen Welt. Schwere Traktoren, Lastwagen und Geländefahrzeuge eignen sich für Anlagen, die für Erkundungsbohrungen vorgesehen sind.

Der Einsatz schwerer Raupenschlepper ermöglicht Kernbohrarbeiten in Gebieten mit unwegsamem Gelände, oberflächlicher Versumpfung und instabilem Relief.

Am häufigsten wird die Bohrausrüstung auf klassischen Fahrzeugen der Marken MAZ, KAMAS und Ural montiert. Es gibt jedoch auch Montagemöglichkeiten auf leichteren Geräten, die für das Bohren von Wasserbrunnen im privaten Bauwesen eingesetzt werden.

Bei manueller Drehbohrung ersetzt sein historischer Vorgänger – der Bohrbecher – das Kernrohr. Dieses Gerät ist eine verkürzte Version des Kernrohrs mit einer scharfen Kante an der Sohle. Der Bohrbecher wird von Hand oder mit einem Motorbohrer in den Boden eingedreht und dann wird alles, was sich darin angesammelt hat, an die Oberfläche geholt.

Zur Mechanisierung des Handbohrens von flachen Brunnen und zur Erstellung von Gruben für Zäune und Strommasten werden Benzin- und Elektromotoren eingesetzt. Sie üben rotierende Bewegungen auf die Förderschnecke oder das Kernrohr aus.

Ausrüstung für den Bohrfortschritt und den Bohrlochausbau

Bei der Durchführung von Kernbohrungen ist eine Ausrüstung erforderlich, die Arbeiten in der Tiefe ermöglicht und verschiedene Gesteinsarten erschließt und fördert. Bei den Arbeiten muss ein regelmäßiges Fördern des Bohrguts an die Oberfläche gewährleistet sein.

Standard-Bohrwerkzeugsatz

Für eine qualitativ hochwertige Ausführung der Arbeiten wird Folgendes benötigt:

• Kernbohrgeräte. Sie werden sowohl für Horizontalbohrungen als auch für vertikale Schächte eingesetzt. Mit Standard-Kernrohren sind Bohrungen mit einem Winkel von bis zu 45 Grad möglich. Dünnwandige Kernbohrgeräte können ausschließlich für horizontale grabenlose Bohrungen bei der Verlegung von Leitungen verwendet werden.
• Kronen. Dies sind Gesteinsbohrkronen, mit denen das Kernrohr bestückt wird, um das Schneiden von Bohrkernen im Gestein zu erleichtern. Für das Bohren in bindigen und nichtbindigen Lockergesteinen werden Messingkronen verwendet. Für das Durchbohren von Festgestein, das Erstellen von Löchern in Beton, Asphalt oder Ziegelwänden werden Hartmetallkronen mit Diamantschneiden hergestellt.
• Stahlverrohrungsrohre. Sie sind zur Verrohrung des Bohrlochs erforderlich – also zur Bildung des Brunnenschafts, die gleichzeitig mit dem Abteufen erfolgt. Ihr Durchmesser entspricht dem Brunnendurchmesser. Die Verrohrung für die Wasserentnahme wird vorab ausgewählt, abhängig vom Durchmesser des Kernrohrs und der Pumpe, die im Brunnen betrieben werden soll.
• Gestänge. Dies sind miteinander verschraubbare schmale Rohre. Sie dienen zur Verlängerung des Bohrstrangs. Einfach gesagt, werden sie nacheinander an das obere Ende des Kernrohrs geschraubt, um diesem eine Drehbewegung in Tiefen zu übertragen, die die Höhe des Bohrgeräts übersteigen. Höhe des Kernrohrs + Höhe des Gestängerohrstrangs = Bohrtiefe.
• Adapterstücke. Sie sind erforderlich, um die Verbindung von Gewindeverbindungen unterschiedlicher Durchmesser zu gewährleisten, die an Bohrstangen, Drehköpfen, Spüldichtungen und anderen Komponenten vorhanden sind.
• Spülstopfen und Dichtungen. Mit ihrer Hilfe wird das zerkleinerte Gestein an die Oberfläche gefördert, wenn keine Gewinnung eines intakten Bohrkerns erforderlich ist. In diesem Fall wird Wasser in das Bohrloch eingepresst, das das zerkleinerte Gestein unter Druck an die Tagesoberfläche spült.
• Meißel. Sie werden verwendet, um das Bohrloch an den Stellen zu vertiefen, die für den Kernbohrer am schwierigsten zu durchdringen sind. Bei der Verwendung von Meißeln wird manchmal vom Drehbohren auf das Seilschlagbohren umgestellt.

Das vorgestellte Werkzeug ist ein Standardset für die Durchführung von Kernbohrungen. In Einzelfällen können je nach Komplexität der Erschließung zusätzliche Werkzeuge und Geräte erforderlich sein.

Beim Vertiefen des Bohrlochs wird nacheinander eine Säule aus Bohrgestängen an die Oberseite des Kernrohrs geschraubt. Zum Herausholen des Kernbohrgeräts an die Oberfläche wird die Säule Gestänge für Gestänge wieder abgeschraubt.

Konstruktionsmerkmale des Kernbohrrohrs

Die konstruktive Besonderheit des Bohrgeräts beim Kernbohren ist durch die maximale Erhaltung der Kernintegrität bedingt und besteht in der ringförmigen Anordnung um den freien Durchgang. Als eine der wichtigsten Eigenschaften gilt der Kernausbeutekoeffizient. Er wird als Verhältnis des Kerndurchmessers zum Außendurchmesser des Werkzeugs definiert.

Das Werkzeug für Kernbohrungen ist standardisiert und unterscheidet sich hauptsächlich nur im Durchmesser. Nach konstruktiven Merkmalen werden Kernrohre in einfache und doppelte eingeteilt. Einfache Bohrgeräte, die für Arbeiten unter normalen geologischen Bedingungen ausgelegt sind, eignen sich hervorragend für die Erschließung von Wasserentnahmebohrungen.

Doppelrohrwerkzeuge mit nicht rotierendem Innenrohr werden nur in der geologischen Erkundung eingesetzt. Sie werden benötigt, um Gesteinsproben zu entnehmen, die unter dem Einfluss verschiedenster Faktoren leicht zerstört werden. Sie ermöglichen die Entnahme einer Probe im natürlichen Verband mit dem natürlichen prozentualen Gehalt an nutzbaren Mineralien und taubem Gestein.

Bei der Probenahme für ingenieurgeologische Untersuchungen, in der geologischen Erkundung und beim Bohren von Löchern zur Aufstellung von Strommasten wird ein einfaches Kernrohr verwendet.

Alle Kernrohre sind für die Anwendung von Spülung, die Zufuhr von Bohrschlamm zur Bohrlochsohle und die Reinigung des Bohrlochs ausgelegt. Ihre Oberseite ist mit einer technischen Öffnung versehen, durch die Wasser oder ein Luftstrom eingepresst wird.

Besonderheiten des Schneidteils des Bohrstrangs

Jede Krone ist als Ring ausgeführt, der oben ein Gewinde zum Anschrauben an das Kernrohr aufweist und an der unteren Stirnseite mit Schneiden versehen ist. Die Schneiden können massiv gegossen oder an dieses Schneidmetallteil angeschweißt sein.

Beim Kernbohren werden folgende Kronen verwendet:

• Hartmetallkronen – feinmeißelige, gerippte.
• Diamantkronen – imprägnierte und feindiamantene.

Hartmetall-Schneidelemente sind für das Bohren von „weichen“ Böden bestimmt. Mit ihnen wird das Bohren aller Arten von Tonsteinen jeder Konsistenz, von halbfesten Gesteinen, von feuchten und nassen Sanden mit dichter und mittlerer Lagerung durchgeführt. Für den Durchgang durch Sandstein und Mergel verwendet man Kronen mit Wolfram-Kobalt-Schneiden.

Feinmeißelkronen sind für das Bohren von Gestein mittlerer Härte mit geringer Abrasivität bestimmt. Sie sind mit Schneidkörpern mit achteckigem oder quadratischem Querschnitt ausgestattet. Durch die Anordnung der Schneidkörper auf unterschiedlichen Höhen wird auch eine Stufung der Bohrlochsohle erreicht, deren Vorteile oben beschrieben wurden.

Mit Hilfe von gerippten Kronen wird eine verbesserte Zirkulation der Spülflüssigkeit durch die Erweiterung des Bohrlochdurchmessers gewährleistet.

Rippenkronen sind für das Bohren von hartem Gestein mittlerer Abrasivität bestimmt. Die Schneidkörper solcher Kronen bestehen aus einem stählernen zylindrischen oder prismatischen Stift mit einer Hartmetalleinlage. Dabei wird selbst bei Verschleiß der Krone die Effizienz ihrer Arbeit nicht verringert.

Diamantkronen sind für das Aufbohren von felsigen und halbfelsigen Gesteinen mit hoher Abrasivität bestimmt.

Um die Festigkeit zu erhöhen und die abrasiven Eigenschaften zu verbessern, werden während der Produktion technische Diamanten in ihre Gussmasse eingepresst. In letzter Zeit werden natürliche Kristalle oft durch künstlich gezüchtete ersetzt.

Die Anzahl der Rippen wird durch die Konstruktion der Krone und ihren Durchmesser bestimmt – sie kann zwischen drei und sechs liegen. Eine Beschleunigung des Gesteinszerstörungsprozesses kann durch eine Verschiebung der Rippen nach oben relativ zur Stirnseite der Krone erreicht werden. Dadurch wird eine stufenförmige Bohrlochsohle gewährleistet und das Durchfließen der Spülflüssigkeit erleichtert.

Rohre zur Verrohrung des Bohrlochs

Sowohl Kernbohr- als auch Verrohrungsstahlrohre werden nach GOST 51682-2000 hergestellt. In der geologischen Erkundung und in der Ingenieurgeologie werden sie verwendet, um das Einstürzen von Erdreich in die Bohrlochsohle zu verhindern, was sonst nicht erkennen ließe, in welcher Tiefe eine geologische Schicht durch eine andere abgelöst wird.

Beim Ausbau von Wasserfassungsbohrungen bilden Verrohrungsrohre die Wände des Bohrlochs. In die aus ihnen zusammengesetzte Verrohrung wird eine weitere, die Förderrohrstrang, eingebaut. Heute wird diese meist aus Kunststoff gefertigt. Der Förderrohrstrang wird mit einem Filter versehen, um Sandkörner und feinen Kies beim Abpumpen zurückzuhalten.

Verrohrungsrohre mit Muffenverbindung sind am weitesten verbreitet. Dabei haben die Rohre auf einer Seite ein Innengewinde und auf der gegenüberliegenden Seite ein Außengewinde. Der Schacht aus Rohren mit Gewinde lässt sich äußerst einfach und schnell montieren.

Sowohl Kernbohrrohre als auch Verrohrungsrohre sind mit Gewinde versehen, an einem Ende mit Außengewinde, am anderen mit Innengewinde. Dies ermöglicht eine schnelle und einfache Montage der Verrohrung. Die Gewindeabmessungen sind standardisiert – jedes Verrohrungsrohr kann als Kernbohrrohr dienen, es genügt, einen Bohrkrone und ein Oberteil anzuschrauben.

Es gibt Verrohrungsrohre, die für Schweißverbindungen vorgesehen sind. Im privaten Bereich werden sie aufgrund des aufwändigen Montageprozesses der Rohrstränge nicht verwendet.

Sowohl Verrohrungs- als auch Kernrohre werden aus Stahl der Sorte 45 mit der Festigkeitsgruppe 'K' hergestellt. Um die Beständigkeit gegen Oberflächenverschleiß zu erhöhen, werden die Rohrenden gehärtet. In Abhängigkeit von der verwendeten Bohrausrüstung und dem Durchmesser der Tauchpumpe werden bei privaten Wasserfassungsbohrungen Rohre mit Durchmessern von 100 bis 200 mm verwendet.

Phasen des Kernbohrens

Vor Beginn der Arbeiten muss der Katasterplan geprüft und die Arbeitsfläche vorbereitet werden. Es ist sicherzustellen, dass die Bohranlage und das Fahrzeug mit der Spülflüssigkeit ungehindert zur Bohrstelle gelangen können.

Der nächste Schritt ist das Ausheben einer Grube mit einem Volumen von mindestens 2 Kubikmetern – dadurch kann die Verwendung eines zusätzlichen Tanks vermieden werden. Die Grube dient zum Ablassen von Grundwasser und verbrauchter Spülflüssigkeit. Für die Installation des Hauptteils des Schachts muss der Boden durchstoßen werden.

Anschließend erfolgt die Verbindung der ausgewählten Krone mit dem Kernrohr und die Auswahl der Verrohrungsrohre, die mit zunehmender Tiefe verlängert werden. Die Anlage sollte sicher befestigt werden, danach erfolgt der Start der Bohrmaschine.

Die Kernbohrtechnik mit Wasserspülung der Bohrlochsohle ermöglicht es, den Schacht auf die einfachste und schnellste Weise von zertrümmertem Gestein zu befreien.

Mit zunehmender Tiefe und Füllung des Kernbohrers wird dieser regelmäßig an die Tagesoberfläche gehoben und von dem während des Bohrens vom Werkzeug aufgenommenen Erdreich gereinigt. Anschließend kann der vom Bohrkern befreite Bohrer wieder in das Bohrloch eingeführt werden, um das Bohren fortzusetzen.

Zum Heben an die Oberfläche wird der Bohrgestängestrang, bestehend aus dem Kernbohrgerät und den Gestängestangen, demontiert. Das heißt, es werden nacheinander Stange für Stange getrennt, bis das Kernbohrrohr aus dem Schacht entnommen wird.

Der optimale Ansatz für die Erschließung eines Brunnens durch Privatpersonen ist das Kernbohren mit Spülung. In diesem Fall müssen keine Proben entnommen werden. Wichtig ist, schnell den Schacht zu formen und ihn von Schlamm zu befreien. Gleichzeitig wird die Vorbereitung des Grubenbaus für den bevorstehenden Betrieb durchgeführt.

Für die Spülung kann jedes beliebige Wasser verwendet werden, auch aus einem nahegelegenen Teich oder Bach. Das Bohren kann auch trocken erfolgen, wenn ein Sandbrunnen erschlossen wird. Meist reichen in diesem Fall ein paar Eimer Wasser als Bohrspülung, nur um das Bohrwerkzeug an der Sohle zu kühlen.

Mit der Kernbohrtechnologie werden Löcher in Beton- und Stahlbetonkonstruktionen, Fundamenten und Ziegelwänden gebohrt.

Bei Arbeiten in lockeren, feuchten Sanden wird empfohlen, der Bohrspülung Wasserglas oder Tonmasse zuzusetzen, um die Lochwände zu stabilisieren. In jedem Fall ist beim Durchdringen einer instabilen Formation das Auskleiden der Bohrlochwandungen mit Verrohrungsrohren gerechtfertigt.

Technologische Besonderheiten des Verfahrens

Beim Tieferbohren ist eine Regulierung der Drehzahl des Bohrers möglich. Es ist zu beachten, dass der Bohrer Sedimentgesteinsschichten bei niedriger Drehzahl leicht durchdringt. Beim Durchdringen von festem Felsgestein ist jedoch eine Erhöhung der Drehzahl erforderlich. Mit dem Kernbohrverfahren können Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und Härte durchteuft werden.

Es ist zu berücksichtigen, dass die Bohranlage auf einer vorbereiteten, ebenen und horizontalen Fläche aufgestellt werden muss. Der Bohrwinkel kann eingestellt werden, wenn der Durchmesser des Bohrlochs 1 Meter nicht überschreitet. Die Vertikalität des Bohrlochs wird dann durch die Verrohrung aufrechterhalten.

Verrohrungsrohre können wiederverwendet werden, wenn sie sofort nach dem Bohren aus dem Bohrloch entfernt werden. Das Kernrohr ist ein Mehrweggestänge, was man von den Kronen nicht behaupten kann. Für das Bohren in Sedimentformationen sind mindestens zwei oder mehr Kronen erforderlich. Beim Bau eines Brunnens in Kalkstein lässt sich die Anzahl der abgenutzten Kronen nicht genau vorhersagen.

Um die Lebensdauer der Diamantkrone zu verlängern, muss der Bohrlochgrund nach dem Einsetzen oder Austausch der Krone mit einem Meißel bearbeitet werden. Diese Maßnahme erhöht die Bohrgeschwindigkeit erheblich.

Die Bohranlage kann auf Fahrzeuge mit hoher Tragfähigkeit oder auf Raupen-Spezialtechnik montiert werden, wenn Arbeiten in schwierigem Gelände durchgeführt werden. Leichtere mobile Geräte können beim Kernbohren von Wasserbrunnen eingesetzt werden.

Vor- und Nachteile der Kernbohrmethode

Durch die punktförmige Einwirkung des Bohrmeißels entlang seines Radius wird ein präzises Herausschneiden und Fördern eines durchgehenden Kerns an die Oberfläche ermöglicht. Die Technologie eignet sich zum Bohren von Gesteinen bis zur XII Kategorie, und es kann sowohl senkrecht als auch schräg gearbeitet werden.

Einer der wichtigsten Kennzahlen der Kernbohrmethode ist die hohe Produktivität und Bohrgeschwindigkeit.

Darüber hinaus sind die folgenden Vorteile hervorzuheben:

• Das Bohrvolumen bei Verwendung von Spülflüssigkeit oder technischem Wasser beträgt 85%;
• Die Zugabe aktiver Emulsionen zur Arbeitslösung ermöglicht es, die Bohrwand in ihrem ursprünglichen Zustand zu erhalten;
• Dank der Verringerung der Axiallasten, da das Gestein nicht vollflächig zerstört wird, wird eine Senkung des Energieaufwands erreicht.
• Die Methode ermöglicht das Arbeiten mit allen Gesteinsarten, einschließlich Basalt und Granit.
• Bei Verwendung einer mobilen Bohranlage können Arbeiten an schwer zugänglichen Stellen durchgeführt werden.

Neben den Vorteilen hat die Kernbohrung von Brunnen auch ihre Nachteile:

• Bei Arbeiten in zerklüfteten Gesteinen kommt es häufig zu einem Verklemmen des Kerns, was das Herausziehen des Rohrs zum Ausklopfen erforderlich macht.
• Beim Durchdringen harter Gesteine wird der Bohrmeißel durch Überhitzung und Festfressen schnell stumpf. Um dies zu vermeiden, muss Kühlflüssigkeit verwendet und die Vorschubgeschwindigkeit reduziert werden. Dadurch sinkt die Bohrgeschwindigkeit.
• Der kleine Bohrquerschnitt (bis 200 mm) erlaubt nicht den Einsatz leistungsstarker Tauchpumpen.

Bei der Erschließung von Wasserbrunnen besteht bei Verwendung von Tonspülung beim Aufschluss der Schicht eine hohe Wahrscheinlichkeit der Verschlammung des wasserführenden Horizonts.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video 1. Anfangsstadium der Brunnenbohrung mit der Kernmethode:

Video 2. Kernbohrung eines Brunnens in Granitgestein:

Dem Beginn der Arbeiten zur Kernbohrung eines Brunnens sollte eine wirtschaftliche Berechnung vorausgehen. Die Einhaltung der Sicherheitsnormen und Betriebsvorschriften der Ausrüstung minimiert das Risiko eines Ausfalls und gewährleistet so eine hohe Arbeitseffizienz, Bohrgeschwindigkeit und Senkung der wirtschaftlichen Kosten.

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