Bohrungen
Im Bereich der Geothermie stellen Bohrungen einen wesentlichen Bestandteil der Nutzung von Energie aus der Erdkruste dar. Aufgrund der physischen Beschaffenheit der Erde nimmt die Temperatur zum Erdkern hin dramatisch zu, so können innerhalb des Erdkernes Temperaturen von 7700°C und mehr erreicht werden, aber auch der Erdmantel besitzt noch Temperaturen von 4500°C – 5500°C. Die äußerste Erdkruste selbst ist geprägt von der sich Ihr umgebenden Luft, die Temperatur wird aber schon in Tiefen von 10m konstant und nimmt mit zunehmender Tiefe etwa alle 100m um einen Grad Celsius zu. Durch tektonische Anomalien ist es sogar möglich, dass in Tiefen von 2000m – 3000m schon Temperaturen von 130°C und mehr herrschen. Gerade diese Hotspots sind für die Geothermie interessant und müssen durch Tiefenbohrungen erschlossen werden.
Durch den Bohrmeißel oder Bohrkopf werden die Löcher für die Tiefengeothermie gebohrt, die drehbaren Zahnkränze raspeln bzw. brechen dabei das Gestein beim Vorschub.
Quelle: pixelio.de, © Gerd Wolff
Für die Bohrung können zwei unterschiedliche Verfahren angewendet werden, zum einen ist das Imlochhammer-Bohrverfahren für die Tiefenerschließung interessant, zum anderen kann aber auch das Direktspülverfahren genutzt werden. Die Verfahren sind auf die jeweiligen geologischen Örtlichkeiten angepasst und von Fall zu Fall unterschiedlich effizient.
Das Bohrloch hat im Regelfall einen Durchmesser von 152mm, welches aber durch Hilfsbohrungen zur Stützung des umgebenden Gesteins vergrößert werden kann, um ein Einrutschen des Bohrloches zu verhindern. Zu diesem Zweck werden meist Ausgleichmaterialien während des Bohrvorgangs verwendet, welche die Bohrwand stützen sollen. Genutzt werden hierzu Wasser, welches aber den Nachteil besitzt, dass es umgebendes Gestein weiter aufweicht und beim Auspumpen ein Zusammensacken der Wände verursacht. In modernen Bohranlagen wird alternativ Betonit, ein Gemisch aus Lehm, Ton und Wasser, verwendet, welches die gleichen Eigenschaften und Zusammensetzungen wie das umgebende Gestein besitzt und sich nach einer gewissen Zeit in seine Bestandteile auflöst.
Nach dem Bohrvorgang muss die Außenwand dauerhaft verpresst werden, bei diesem Verfahren wird verhindert, dass sich die verschiedenen Grundwasserschichten, welche durchbohrt wurden, miteinander vermischen können, weiterhin muss verhindert werden, dass Niederschlag in das Bohrloch eindringt und sich direkt mit den Grundwasserschichten vermischt. Dazu wird das Bohrloch dauerhaft mit einer Zementmischung über einen Verpressschlauch von unten nach oben ausgespritzt, bis die Suspension am Bohrloch empor läuft.
