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Abb. 1.28
Diamantbohrgerät im Gegenlicht, bei einer Explorationsbohrung in einem BIF in Mauretanien. © Thomas Finkenbein.
Viele Parameter kann man direkt
in situ
(vor Ort) in einem
Bohrloch messen, indem eine entsprechende Sonde hinabgelas-
sen wird. Häufig gemessen werden Magnetfeld, Temperatur,
Gammastrahlung, elektrische Leitfähigkeit und induzierte Pola-
risation (siehe auch
7
Abschn. 1.7
), Dichte, Porosität, Wasserge-
halt, pH, Eh und mehr. Man kann auch optische Scanner verwen-
den, die einen »digitalen Bohrkern« aufnehmen, und es gibt
Geräte, die
in situ
gleich die chemische Zusammensetzung der
Gesteine messen (z. B. per Röntgenfluoreszenz, XRF). Bohrlö-
cher können auch dazu verwendet werden, ein Gesteinsvolumen
dreidimensional mit Seismik und elektromagnetischen Metho-
den zu »durchleuchten«.
Bei tieferen Bohrungen wird heute fast ausschließlich das
Rotary-Bohrverfahren
mit spezieller Bohrspülung verwendet
(
.
Abb. 1.30
). Dabei arbeitet man mit einem rotierenden Bohr-
gestänge, das bei zunehmender Tiefe durch angeschraubte Rohre
verlängert wird. Angetrieben wird es durch einen Motor, der im
Bohrturm an einem Flaschenzug hängt (»Kraftdrehkopf« oder
»Top Drive«). Bei älteren Geräten befindet sich stattdessen ein
sogenannter Drehtisch direkt über dem Bohrloch, der die Rota-
tion eines Motors auf das Gestänge überträgt. Am unteren Ende
des Bohrgestänges ist der Bohrkopf (Bohrmeißel) befestigt, der
das Gestein zu »Bohrklein« zermahlt. Dabei gibt es verschiedene
Varianten, etwa Rollenmeißel, mit drei mit harten Metallzähnen
besetzte Rollen, aber auch unbewegliche, mit Diamanten oder
anderen harten Materialien besetzte Köpfe (
.
Abb. 1.31
).
Durch das Bohrgestänge wird die Bohrspülung gepumpt,
die seitlich wieder nach oben fließt und das Bohrklein abtrans-
portiert. Die Spülung ist eine schlammige Bentonit-Wasser-
Mischung. Bentonit ist ein quellfähiger Tonstein, der auch in der
Bautechnik häufig eingesetzt wird. Um die Dichte zu erhöhen,
wird bei Tiefbohrungen auch Baryt (
7
Abschn. 7.14
) zugegeben.
Die Spülung dient nicht nur dem Abtransport des Bohrkleins
und indirekt der Überwachung durch Untersuchung des Bohr-
kleins, sondern auch zur Kühlung des Bohrkopfes, zur Verringe-
rung der Reibung des rotierenden Gestänges, als zusätzliche
mechanische Abtragung des Gesteins beim Austritt aus dem
Bohrkopf und vor allem zur Stabilisierung des Bohrlochs, da der
Druck der Spülung gegen dessen Seitenwände das Einstürzen
Abb. 1.29
Bohrkerne aus einem BIF in Mauretanien. © Thomas
Finkenbein.
