Titel: | Neuerungen in der Tiefbohrtechnik. |
Autor: | E. Gad |
Fundstelle: | Band 279, Jahrgang 1891, S. 182 |
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Neuerungen in der Tiefbohrtechnik.
Von E. Gad in
Darmstadt.
Mit Abbildungen.
Neuerungen in der Tiefbohrtechnik.
Am 17. bis 20. October 1890 hat die V. Bohrtechnikerversammlung in Prag unter reger
Betheiligung getagt.
Die Vorträge begann Ingenieur A. Fauck, indem er einige
Vergleiche zwischen verschiedenen Bohrsystemen
anstellte.
Alsdann sprachen sich Baron Brunicki und Professor Steiner über die Teplitzer
Tiefbohrung aus.
Ingenieur P. Stein hielt darauf einen Vortrag über das
Thema: Die Effecterhöhung bei stossend wirkendem Bohren
durch Anwendung eines Schlaghebels.
Ingenieur Bela Zsigmondy berichtete dann vorerst als
Schluss seines Vortrages auf der IV. Bohrtechnikerversammlung in Budapest, über: Die Herausbeförderung zwischen zwei Röhrentouren
aufgestiegenen, resp. beim Ueberströmen eingeführten Sandes, dann über: Führung von graphischen Tabellen zur Darstellung der
Bohrfortschritte in einer Anzahl gleichzeitiger Bohrungen auf beschränktem
Raum. Prof. Steiner führte eine ähnliche graphische Tabelle vor, die er selbst seiner Zeit zu
gleichem Zweck angelegt hatte.
Prof. Steiner hielt darauf einen sehr interessanten
Vortrag über eine Bohrung in Bilin, aus welcher durch eigenthümliche Art der
Verdammung zwei chemisch verschiedene Wasser führende Schichten ihr Wasser getrennt
von einander selbsthätig zu Tage fördern. Dann über eine Bohrung, bei der man kein
Wasser zu Tage zu fördern vermochte, trotzdem man deutlich das Geräusch desselben zu
vernehmen meinte, jedoch durch Cementirung der Bohrlochsohle feststellen konnte,
dass es sich hier bloss um Gasexhalationen handelte, die das Geräusch verursachten.
Weiteres folgte über die Methode, mittels der
Aufsteigungscurven die Wassermenge eines Bohrloches zu berechnen.
Oberlieutenant v. Blumencron führte dann sein neu
erfundenes Bohrsystem vor (vgl. 1890 276 256).
Der nächste durch Demonstrationen unterstützte Vortrag des Prof. Dr. Puluj betraf: Elektrische
Wärmemessungen in Bohrlöchern und Brunnen, wie solche bereits in Bilin
angewendet sind.
Oberberginspector Köbrich berichtete darauf über die Anlage eines 321 m tiefen Fahrschachtes, dessen
Abteufung durch Grundwasser verhindert war. Zur Trockenlegung der Schachtsohle von
244 m Teufe sollte von dort aus eine Bohrung auf den bei 321 m Tiefe liegenden
Stollen geführt werden. Bei 318 m Gesammtteufe blieb der Meissel stecken, und die
Arbeit wurde mittels Stahlkrone mit einem kleineren Durchmesser vollendet. In
einer weiteren Mittheilung führte der Vortragende den Beweis, dass auch die sogen. geraden Bohrungen es in der That nicht sind, und
dass eine mit Diamantbohrkrone abgeteufte Bohrung auf 510 m eine parabolische
Abweichung aus dem Loth von 12 m aufwies, und zwar gegen das Fallen der Schichten gerichtet war. Bela
Zsigmondy führte als Seitenstück dazu eine Bohrung an, bei der es sich nach
einer Zerdrückung der Röhrentour und deren vermeintlichen Ausgleichung später
zeigte, dass die Weiterteufung der Bohrung seitwärts der früheren Bohrung stattfand,
'ohne dass die Fortführung der Verrohrung gehindert wurde.
Ingenieur P. Stein führte hierauf den Fauck'schen Perforirer zum
Bohren von Löchern in die Röhrentouren vor, womit versperrten Oel- und
Wasserschichten der Zugang ins Bohrloch wieder geöffnet werden kann. Prof. Steiner wies auf einen bezüglichen Fall hin, in dem er
sich mit einem Saugkorbe, der mit Müllergaze überzogen war, habe helfen müssen, wo
die Anwendung des Seitenbohrers gewiss gute Dienste geleistet haben würde.
Ingenieur Karafiath berichtete ferner über eine Bohrung
in Ungarn, die 400000 l Wasser und 39 bis 40000 l Gas liefert, mit welchem nun 85
Lampen à 12 Kerzenstärken gespeist werden. Das Gas selbst brennt farblos, weshalb in
der Zuleitung ein Gefäss mit Naphtalin eingeschaltet
wird, um das Gas zu färben. Anfangs verwandte man statt dessen Benzin. Eine Flamme consumirt stündlich 150 l Gas,
jedoch nur wenig Benzin oder Naphtalin.
Schliesslich hielt Ingenieur Boczek einen Vortrag über
das Mannesmanner Röhrenwalzverfahren und demonstrirte
eine Anzahl nach diesem Verfahren erzeugte Rohrmuster. Diese nahtlosen Röhren, die
heute bis zu 50 cm Weite, voraussichtlich aber bald bis zum Durchmesser von 1,2 m
angefertigt werden, versprechen auch den Bohrtechnikern bei ihren Arbeiten gute
Dienste zu leisten.
Die erwähnten Vorträge kommen alle in der Allgemeinen
österreichischen Chemiker- und Technikerzeitung von der Nummer des 15.
November 1890 an zum Abdruck.
Den theoretischen Verhandlungen folgte ein Besuch in Bilin, woselbst Bohrarbeiten
allerdings nicht zu besichtigen waren, dann aber in Teplitz, wo die vielberufene Seilbohrung in voller Thätigkeit auf 256 m Tiefe (vgl.
1890 278 145) angetroffen wurde.
Die nächste, VI. Bohrtechnikerversammlung wird im Herbst 1891 zu Dresden
stattfinden.
Es soll nunmehr der Bericht über interessante Tiefbohrungen der neuesten Zeit
folgen.
In der kurzen Zeit von nur 21 Tagen, vom 12. Mai bis 6. Juni 1890 wurde bei Mörbach
in der Provinz Sachsen vom Preussischen Bergfiskus unter Leitung des Herrn
Oberberginspector Köbrich eine dritte gelungene Diamantbohrung auf Steinsalz durchgeführt. Nach nur 1,5
m Alluvium durchsank die Bohrung durchweg älteren bunten Sandstein mit wenig Wasser,
bis auf 316,74 m Teufe das Steinsalzlager erschlossen wurde. Nur bis auf die ersten
9 m Tiefe fand die Bohrung mittels Stossbohrers und Hohlfreifall statt, und zwar mit
220 mm Bohrdurchmesser, darauf folgte Diamantbohrung, bis 64 m mit 120 mm, dann bis
316,74 m mit 116 mm Durchmesser.
Die benutzte Locomobile hatte 10 . Zur Arbeit wechselten im Ganzen 1
Bohrmeister und 13 Mann in 24-stündiger, nur durch Sonn- und Feiertage
unterbrochener Arbeit ab. Der Bohrfortschritt betrug im Maximum 20,08 m, im Minimum 9,55 m,
durchschnittlich 14 bis 15 m in 24 Stunden. An Kosten erwuchsen im Ganzen 8749,32
M., also durchschnittlich 27,62 M. für den sinkenden Meter. Der Preis einer grossen
Bohrkrone (142 mm) betrug 2900 M., der einer kleinen (116 mm) 2100 M.
Verrohrt wurde an zwei Stellen, einmal mit 220 mm, ein andermal mit 120 mm starken
Patentröhren.
Abgesehen davon, dass am 21. Mai ein Wolkenbruch den Bohrbetrieb auf 5 Stunden
unterbrach, fand keine Störung der Arbeit statt.
Einen sehr glücklichen und interessanten Aufschluss von Braunkohle hat die Brüxer
Kohlenbergbaugesellschaft im nördlichen Theile ihres neu erworbenen Osseger
Freischurffeldes nahe an der Prag-Duxer Bahn gemacht. Ein dort gesunkenes Bohrloch
erreichte auf 331,3 m Tiefe ein Braunkohlenflötz von 22,08 m Mächtigkeit.
Die Kohle ist rein, von tief pechschwarzer Farbe bei schön muscheligem Bruch und
entzündet sich in kleinen Stücken bereits an den Flammen eines Zündhölzchens,
während ihr hoher Brennwerth von 6,066 Calorien sonst nur bei Steinkohle vorkommt.
Dieses Bohrresultat ist um so erfreulicher, als man solche Mächtigkeit und Qualität
von Kohle speciell in diesem nördlichen, unmittelbar an den Rändern des
Flötzvorkommens untersuchten Flötztheile gar nicht erwartet hatte.
In Deutschland sind erfreuliche Aufschlüsse von Erdöl gemacht, sowohl bei Oelheim, wo
seit einiger Zeit Olaf Terp bohrt, als auch besonders
bei Pechelbronn im Elsass, woselbst im Hagenauer Walde die jüngst erbohrte Quelle
Nr. 2 aus einer Tiefe von 251 m noch täglich 200 Fass sprudelt, nach einem
anfänglichen Ergebniss von 270 Fass. Es gibt zur Zeit bei Pechelbronn im Umkreise
von 2 km Durchmesser sieben reiche Brunnen im Betrieb. Das Werk erschloss im Jahr
1889 8692 t Erdöl.
In den Vereinigten Staaten von Nordamerika ist das dem Bergrath Tecklenburg schon durch D. R. P. Nr. 31767 vom 21.
September 1884 patentirte Verfahren (vgl. Tecklenburg,
Handbuch der Tiefbohrkunde Bd. 2 S. 14 und 121), Wasserdampf als lösendes Mittel bei
Tiefbohrungen zu verwenden, neuerdings bei Fort Riley in Kansas durch den
amerikanischen Hauptmann G. Pond in gelungener Weise
zur Ausführung gebracht worden (vgl. auch D. p. J. 1890
276 261).
Zur Wasserversorgung des Forts wurden in dem wasserhaltigen Gelände im Ganzen acht
Brunnen in einer Linie mit Zwischenräumen von je 15 m bis zu Tiefen von 16,50 m bis
18 m abgebohrt. Das Sinken eines jeden einzelnen Brunnens fand in der Weise statt,
dass zunächst ein Bohrloch von 6 m Tiefe und 15 cm Weite mittels eines gewöhnlichen
Erdbohrers niedergebracht wurde. Darauf erfolgte die Verrohrung durch ein
entsprechendes Rohr von galvanisirtem Gusseisen, dessen untere Länge von 2 m mit 1
cm weiten Löchern versehen war. In dieses Rohr wurde ein zweites von 5 cm lichter
Weite eingelassen, dessen unteres Ende in einen Schnabel auslief. Indem man nun
durch dieses innere Rohr Wasserdampf von 10 at Druck presste, löste man an der
Bohrsohle mit Leichtigkeit Bohrschmant und trieb diesen zwischen den beiden Rohren
zum Ausfluss über Tag. Das Nachsinken der äusseren Verrohrung ging dabei so leicht
von statten, dass die Nachhilfe eines Mannes mit der Hand genügte, wobei die
Verlängerung der Verrohrung in üblicher Weise durch Anschrauben neuer Theile
erfolgte. Mitunter unterbrach sich der Strom nach aufwärts, wenn eine zu grosse
Erkältung des Wasserdampfes eintrat, und setzte sich wieder fort, sobald das
Grundwasser hinreichend erwärmt war.
Nach dem Erreichen des Trinkwassers wurde nun durch die Oeffnungen des äusseren
Rohres noch so lange gespült, bis der Aufstrom gutes klares Wasser ergab.
Man ersetzte alsdann das Dampfrohr durch ein kupfernes Brunnenrohr von 5 m Länge, und
zog die äussere Verrohrung bis nahe an das obere Ende dieses inneren Rohres an,
worauf zwischen beiden Rohren eine Kautschukliderung angebracht wurde. Schliesslich
erhielten alle einzelnen Brunnen, in denen das Wasser 12,30 m hoch stand,
Röhrenverbindung nach einer Sammelstelle, aus welcher eine gemeinschaftliche Pumpe
das Wasser hob.
In grösserem Massstabe noch hat die Stadt Riverside in Kalifornien durch ein System
artesischer Brunnen 1890 den Bedarf an Trinkwasser für seine 7000 Einwohner sicher
gestellt. Der Ort liegt in der Ebene, etwa 10 englische Meilen von der
schneebedeckten, bis 3500 m hohen Kette der Sierra Nevada entfernt. Das Schneewasser
sickert durch die Gesteine und Sandschichten des Gebirges bis zum Kieslager an
dessen Fuss hindurch. Aus diesem unerschöpflichen Behälter wird das geklärte Wasser
auf einem etwa 7 Acker grossen Areal zwischen Gebirge und Stadt erbohrt. Zur Zeit
ergeben 10 bis 12 Bohrungen von 35 bis 40 m Tiefe sprudelnde Brunnen, deren Wasser
durch Röhren nach der noch 3 Meilen entfernten Stadt geleitet wird. Mit Zunahme der
Bevölkerung stehen ferner Bohrungen in Aussicht.
Von hohem wirthschaftlichen Werth ist das Naturgas, welches in den Oelstaaten
Nordamerikas in den letzten Jahren fast mit gleichem Eifer wie das Erdöl erbohrt
wird. Es ist beachtenswerth, dass sich in letzter Zeit die Klagen über das Versagen
von Gasbrunnen häufen. So soll z.B. der bedeutende Brunnen Jumbo bei Fairmont, Indiana, letzthin so erheblich in seiner Ergiebigkeit
zurückgegangen sein, dass schon viele Interessenten zum Gebrauch von Kohlen und Holz
zurückkehren mussten.
Für das Versiegen dieser Quellen des Wohlstandes die unternehmenden
Bohrgesellschaften verantwortlich machen zu wollen, wie dies stellenweise geschieht,
erscheint ungerechtfertigt. In noch viel geringerem Masse als beim Wasser hat der
Bohrunternehmer beim Gas und beim Erdöl den Erfolg in der Hand. Alles was beim
Erschöpfen der Brunnen geschehen kann, ist, dass man sein Glück an einer anderen,
muthmasslich günstig gelegenen Stelle von neuem versucht.
Es ist naturgemäss, dass diejenigen Gasbrunnen am längsten vorzuhalten pflegen, deren
Gasdruck am geringsten ist, da aus diesen am wenigsten Gas verloren geht und
ausserdem nicht die Möglichkeit vorliegt, den verhältnissmässig doch nur geringen
Vorrath durch meilenweite Röhrenleitungen auf grosse Landstrecken ausserhalb der
Fundstelle zu vertheilen.
Der Zuwachs an Nationalvermögen durch das Naturgas lässt sich schwer berechnen, doch
geht er in die vielen Millionen.
Eine wichtige Verwendung der Elektricität in der
Tiefbohrtechnik hat neuerdings der französische Elektrotechniker G. Trouvé bei der Pariser Akademie der Wissenschaften
in Vorschlag
gebracht. Er hat ein von ihm erfundenes Instrument unter dem Namen: Elektrisches Erygmatoskop (ἔρυγμα – Erdbohrloch; σκοπἑω
– ich betrachte) vorgestellt, welches auch bereits von der portugiesischen
Expedition nach der Küste von Mozambique behufs Nachsuchungen nach nutzbaren
Mineralien, besonders Kohle, in Gebrauch genommen ist.
Das Instrument besteht aus einer in einen Cylinder eingeschlossenen Lampe mit starkem
Glühlicht. Die eine der halbcylindrischen Oberflächen bildet den Reflector; die
andere, von dickem Glase, lässt die Lichtstrahlen durch, welche die durchbohrten
Erdschichten hell beleuchten. Der unter 45° geneigte Boden ist ein elliptischer
Spiegel, und der Deckel, mit geradem Durchschnitt, erlaubt dem am Bohrlochsmunde
befindlichen und mit einer Galileischen Brille versehenen Beobachter in dem Spiegel
das Abbild der durchsunkenen Bohrlochswände zu beschauen. Die Lampe ist derart
angebracht, dass die nach oben gerichteten Strahlen aufgefangen werden.
Textabbildung Bd. 279, S. 184
Fig. 1.Webber's Tiefbohrapparat.
Das Instrument wird an einem aus zwei Leitungsdrähten gebildeten Kabel, das über eine
Trommel mit isolirten Metallzapfen gerollt ist, in die Tiefe gelassen. Die Zapfen
stehen mittels zweier Reibungsfedern einerseits mit den Leitungsdrähten,
andererseits mit einer tragbaren Batterie in Verbindung. Hierdurch wird es möglich,
den Apparat auf und ab zu bewegen, ohne die Beleuchtung und die Beobachtung zu
unterbrechen.
Das Erygmatoskop gibt auf 200 bis 300 m Tiefe noch durchaus befriedigende Resultate
und wird in seiner Verwendbarkeit überhaupt nur durch die Leistungsfähigkeit der
Galileischen Brille beschränkt.
Was die Elektricität als Betriebskraft betrifft, so sind
wiederum mehrere Tiefbohr- und Gesteinsbohrapparate für diese hergestellt.
Der Tiefbohrapparat von Wesley Webber in Pittsburg
(Amerikanisches Patent Nr. 431131 vom 11 September 1889) zeigt in Fig. 1 im Princip ähnliche Einrichtungen wie der
diesseits 1890 278 147 beschriebene englische Apparat. In
der in das Bohrloch einzulassenden Hülse a hängt an dem
federnd gelagerten Rade b ein System von Elektromotoren
c, deren Armaturen durch Riemen oder Treibseile
verbunden sind. Das Getriebe d überträgt die Bewegung
auf die zu drehende Bohrstange e.
Ferner hat der französische Bohrtechniker Taverdon seine
bereits 1878 auf der Weltausstellung zu Paris ausgestellte Diamantbohrmaschine, deren Drehbewegung früher schon mit Hand oder durch
Dampf, Wasser oder Pressluft bewirkt werden konnte, nunmehr auch für den Betrieb mit
Elektricität hergerichtet.
Von elektrisch zu betreibenden Gesteinsbohrmaschinen hat
ein sehr interessanter, von Forée Bain in Chicago
erfundener Apparat (Amerik. Patent Nr. 433610 vom 17. Februar 1890) in Fig. 2 Darstellung gefunden.
Diese Maschine charakterisirt sich dadurch, dass der Elektromotor a auf dem Rahmen b sowohl
einerseits die Drehung der mit Blattmeisseln versehenen Bohrstangen c bewirkt, als auch andererseits durch Bewegung der
Blockräder
d die Bewegkraft für den Apparat als Fahrzeug abgibt.
Demselben Erfinder ist noch eine zweite ähnliche, zum Tunnelbohren bestimmte
Maschine in Amerika unter Nr. 433612 vom 17. Februar 1890 patentirt.
Textabbildung Bd. 279, S. 184
Fig. 2.Gesteinsbohrmaschine von Bain.
Ein elektrischer Gesteinsstossbohrapparat (Fig. 3) ist von John M.
Walter in Peoria, Ill. (Amerik. Patent Nr. 431239 vom 14. März 1889),
erfunden. Die besondere Eigenschaft dieser Maschinerie besteht darin, dass die
Bohrstange a, die durch den Elektromotor b zurückbewegt wird, bei ihrer Zurückbewegung die Luft
im Cylinder c verdichtet, durch deren Ausdehnung beim
Vorstoss die Kraft desselben wesentlich verstärkt wird.
Textabbildung Bd. 279, S. 184
Fig. 3.Walter's Gesteinstossbohrmaschine.
Eine elektrische Streckenbohrmaschine von Noah S.
Amstutz, in Cleveland, Ohio (Amerik. Patent Nr. 433881 vom 25. Januar
1890), ist noch anzuführen.
Textabbildung Bd. 279, S. 184
Fig. 4.Sullivan's Diamantbohrmaschine.
Von Tiefbohrapparaten neuer Art, die ohne Elektricität betrieben werden, hat die neue
Diamantbohrmaschine für Handbetrieb der Sullivan Diamond Prospecting Co. (Fig. 4) ein besonderes Interesse. Die Construction ist
aus der Darstellung ersichtlich. Die Ständerung ist hohl, wodurch Haltbarkeit und
Leichtigkeit verbunden sind. Die Diamantbohrkrone bohrt bis auf 100 m Tiefe ein
Bohrloch von 44 mm lichter Weite und fördert einen Kern von 30 mm Stärke.
Das Gewicht des Bohrapparates beträgt 112,50 k, das des Zubehörs, einschliesslich
eines 30 m langen Bohrgestänges von 112,50 k Gewicht, weitere 292,50 k.
Je nach Bedarf und Umständen kann dieser Apparat auch für den Betrieb mit Pferdekraft
hergerichtet werden.
Ein weiterer bemerkenswerther Tiefbohrapparat ist die Brunnenbohrmaschine für
Drehbohrung von John W. Teetzel in Ottawa, Ill.
(Amerik. Patent Nr. 435593 vom 23. März 1888); ferner eine Brunnenseilbohrmaschine
von George Siebens in Storm Lake, Jowa (Amerik. Patent
Nr. 436675 vom 17. Februar 1890).
Ein Verfahren, um in Schächten und Strecken mit Diamantbohrern unter Benutzung des
Grubenwassers zu arbeiten, hat Horace G. Johnston in
Salina, Kansas (Amerik. Patent Nr. 435648 vom 24. Februar 1890) vorgeschlagen.
(Fortsetzung folgt.)