Bohr- und Komplettierungstechnik

Wege in die Tiefe

Bohrtechnik: der Weg ist das Ziel

Bohrplatz
Packer

Beim Erstellen einer Kaverne zählt das Abteufen mit einer Tiefbohranlage zu den wichtigsten Baumaßnahmen. In einer unerkundeten Salzlagerstätte wird zunächst eine Erkundungsbohrung abgeteuft. Bei günstigen geologischen Voraussetzungen wird diese zu einer Kavernenbohrung weiterentwickelt. Ist die Lagerstätte bereits hinreichend erkundet, wird die Bohrung direkt für das Aussolen einer Kaverne und eine anschließende Speicherung abgeteuft.

Zum Abteufen nutzt man Techniken der Öl- und Gasbranche. Der gesamte Vorgang dauert etwa zwei bis drei Monate. Als Bohrmeißel werden meist langlebige Rollenmeißel verwendet. Dies ist wichtig, weil zu jedem Werkzeugwechsel das gesamte Bohrgestänge auszubauen ist. Während des Bohrens werden regelmäßig Bohrkerne entnommen. Diese werden gebirgsmechanisch und geologisch untersucht, was wichtige Daten für den später stattfindenden Solprozess liefert.

Das Richtbohrverfahren ermöglicht mehrere Bohrungen von einem zentralen Verteilerplatz aus. Das reduziert Eingriffe in die Natur und Umbauzeiten der Bohranlage.

Bohrdauer und -kosten hängen vom Bohrlochdurchmesser, der Geologie und der Bohrstrecke ab, wobei das eigentliche Steinsalz relativ rasch durchbohrt ist. Im Bereich der anzulegenden Kaverne wird die Bohrung für das spätere Aussolen nachträglich aufgeweitet.

Die gewünschte Nutzung der Kaverne bestimmt den Bohrlochdurchmesser. Zur mechanischen Absicherung sowie zur Abdichtung zum Gebirge werden im Bohrloch mehrere Rohrtouren konzentrisch eingebracht und im unterirdischen Gestein einzementiert.

Gebräuchliche Verrohrungen sind:

  • 28“-Standrohrtour (etwa 30 m) zur Fixierung der weiteren Rohre und zum Schutz von nicht kompakten Schichten
  • 18 ⅝“-Ankerrohrtour zur Fixierung im Deckgebirge und Schutz wasserführender Horizonte
  • 13 ⅜“-letzte zementierte Rohrtour (LZRT) bis zum Hals der späteren Kaverne zur Abdichtung zum Gebirge hin.

Später werden weitere Rohrtouren und Untertageequipment für das Aussolen bzw. für den Betrieb der Kaverne eingebaut, die sogenannte Komplettierung.

Komplettierung: sicher speichern und fördern

Standardkomplettieung

Zum Ende der Bohrmaßnahme wird die Bohrung also mit einzementierten Rohrtouren versehen. Zusätzlich zu diesen werden Kavernenbohrungen für den Solbetrieb temporär mit ausbaubaren Rohrsträngen und im anschließenden Speicherbetrieb mit entsprechendem Untertageequipment versehen, der sogenannten Komplettierung.

Während des etwa zweieinhalb- bis vierjährigen Aussolens werden hierzu zusätzlich der äußere und innere Solrohrstrang in die Bohrung eingebaut.

Wesentlich für den späteren Speicherbetrieb ist die Produktionsrohrtour: Durch sie wird das Speichermedium injiziert und gefördert. Um diese Rohrtour zu fixieren, wird ein sogenannter Packer in der letzten zementierten Rohrtour (LZRT) eingebracht. Dieser dichtet zugleich den später erzeugten Ringraum zwischen LZRT und Förderrohrtour zur Kaverne hin ab. Zum Schutz der LZRT und zur Drucküberwachung wird der Ringraum mit einer korrosionshemmenden Schutzflüssigkeit gefüllt. Die Produktionsrohrtour kann bei Abnutzung ausgebaut und ersetzt werden.

Der obertägige Kavernenkopf dient, neben der Fixierung der Rohre und dem Zugang zu den ring- bzw. kreisförmigen Förderräumen, primär dem sicheren Abschluss der Kaverne. Charakteristisch für den Kavernenkopf sind die obertägig sichtbaren Ventile zur Absicherung der Förderraumzugänge. Diese sind redundant (sowohl manuell als auch automatisch) ausgeführt, um im Notfall sicher verschließbar zu bleiben.

Ein weiteres Sicherheitsmerkmal ist das sogenannte Untertagesicherheitsabsperrventil (USAV). Im Falle einer massiven Störung (z. B. Beschädigung des Kavernenkopfes) verschließt es automatisch die Gasförderrohrtour.

Die Wandstärken der Rohre und die weiteren Eigenschaften der Komplettierung werden an die Teufe der Bohrung und somit entsprechend der auftretenden Drücke für die Speichernutzung angepasst.

Zum Leistungsprofil „Bohr- und Komplettierungstechnik“