Bohrverfahren bei Erdwärmesondenbohrungen in der Schweiz

Welches Bohrverfahren für Erdwärmesondenbohrungen wird am meisten verwendet und bei welchem Untergrund ist welches Verfahren am sinnvollsten?

Beim Bohren für Erdwärmesonden in der Schweiz wird hauptsächlich das sogenannte Imlochhammer-Bohrverfahren und das Rotationsspülbohrverfahren auf Basis der Wasser- und Tonspülungen angewendet.

Die Imlochhammerbohrung ist ein Lufthebeverfahren, das für Erdsondenbohrungen im Festgestein verwendet wird. Das etwas aufwändigere Rotationsspülbohrverfahren wird fast ausschliesslich im Lockergestein eingesetzt und eignet sich für Spühlbohrungen, welche eingesetzt werden bei:

  • Sehr tiefen Bohrungen (Kompressor-Leistung max. 35 bar also max. 350m)
  • Unterdrücken von Gasaustritten
  • Grundbrücke
  • Sehr starken Kluft oder Brackwasser vorkommen

Imlochhammerbohrverfahren:

Bei einer Imlochhammerbohrung erfolgt der Transport des Bohrgutes mit Druckluft, die durch einen Kompressor erzeugt wird: Die von einem Hochdruckkompressor übertagte erzeugende Druckluft wird durch das rotierende Bohrgestänge auf einen unten am Gestänge befestigten Imlochhammer geleitet. Die Luft dort treibt die Meisselplatte an, das Gestein zu Bohrklein zu zertrümmern. Das Bohrklein wird dann über den Volumenstrom der Luft durch den Ringraum zwischen Bohrgestänge und anstehendem Gebirge zutage gefördert. Die maximalen Verrohrungstiefen betragen etwa 70 bis 100 Meter. Eine Imlochhammerbohrung ist bei Zufluss von Gas, hohem Wasseranfall und artesisch gespanntem Grundwasser schlecht bis gar nicht kontrollierbar.

Nachteil: Aufgrund der technisch limitierten Druckluftzufuhr des Kompressors sind bei hohem Wasseranfall im Bohrloch Tiefen über 250 Meter nur eingeschränkt machbar.

Imlochhammerbohrverfahren in Arbeit - 14 Sonden à 200m für den Ersatzbau Sporthalle Burgweg in Hüttwilen.

Rotationsspülverfahren:

Beim Rotationsspülbohrverfahren wird mit einer Stützflüssigkeit (Wasser- oder Tonspülung) über einen hydraulisch betriebenen Kraftdrehknopf der unten am Gestänge befestigte Rollen- oder Flügelmeissel unter gezieltem Andruck gedreht. Das zerbohrte Gestein wird dann in Form von Bohrklein durch die zirkulierende Bohrspülung im Ringraum zwischen Bohrgestänge und Gebirge ausgetragen. Bei Erdwärmesondenbohrungen wird die Rotationsspülbohrtechnik ausschliesslich im Lockermaterial eingesetzt.

Vorteil: Durch die Verwendung von Spülzusätzen erlaubt die Rotationsspülbohrtechnik die Kontrolle über zuströmende Gase und Wasser, sogenannte Arteser.

Bohrverfahren und Geologie

  Fels Moräne Sand/Kies Silt/Ton
Imlochhammer
ohne Verrohrung
gut mittel schlecht schlecht
Imlochhammer
mit Verrohrung
nicht
notwendig
gut mittel bis
schlecht
schlecht bis
mittel
Rotationsspülbohrung
mit Tonspülung
zeitaufwendig
aber gut
mittel gut gut

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