Mike Van Aacken ist der US Water Services Commercial Manager für Boart Longyear Drilling Services. Mit mehr als 22 Jahren Bohrerfahrung begann Mike als Bohrerhelfer und arbeitete als Bohrer, Feldleiter, Vertragsmanager und Betriebsleiter. Mike verfügt über umfangreiche Erfahrung in großen rotierenden und doppelrohrgefluteten Umlaufbohrverfahren.

Unser Gastgeber, Jon Peterson (Geo Jon aus Spaß), arbeitet als Kundendienstmitarbeiter für den Produktbereich. Jon hat sein Studium an der University of Utah im Jahr 2015 mit einem Bachelor of Science in Geologie abgeschlossen. Er hat in den letzten zweieinhalb Jahren für Boart Longyear gearbeitet und ungefähr sechs Monate als Geologe bei einem Explorationsunternehmen interniert, bevor er zu Boart Longyear kam. Jon ist seit anderthalb Jahren verheiratet und genießt in seiner Freizeit das Trailrunning, Wandern, Arbeiten auf seinem Garten, verbringt Zeit mit der Familie und spielt mit seinem schwarzen Labor Dexter. 

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A global and dedicated engineering department works tirelessly to improve safety, increase productivity, and solve drilling challenges in collaboration with drillers and operations. Both Boart Longyear Bohrdienstleistungen und Boart Longyear Produkte Divisionen profitieren von der Möglichkeit, mit einem globalen Team von Ingenieuren beim Design von Geräten und Prototypen zusammenzuarbeiten.

Für die Große Drehbohrdienste division, the engineering team makes incredibly powerful and advanced rigs like the LR500 possible. Recognizing Boart Longyear’s LR300 had depth and pullback limitations, the engineering team built the significant and incredibly powerful LR500. Completely designed and developed internally, the LR500 was built specifically to meet the increasing needs for deeper dewatering wells for Nevada mining.

Es gibt zwar Tiefbohrgeräte auf dem Markt, aber nicht alle können ein Loch mit einem Durchmesser von 60 Zoll (152 Zentimeter) für Entwässerungsbohrungen für Minen erreichen. Mit dem LR500 können Lochgrößen gebohrt werden, die groß genug sind, um 20 Zoll (50 Zentimeter) Gehäuse bis zu 1.524 Meter (5.000 Fuß) aufzunehmen. Zwar gibt es Bohrgeräte auf dem Öl- und Gasmarkt, die zu einem stärkeren Rückzug in der Lage sind, diese schlanken Lochbohrgeräte sind jedoch nicht in der Lage, die mit dem LR500 erreichbaren Durchmesser zu bohren, und sie können auch das Gehäuse installieren.

Die Größe und das Gewicht des Gehäuses unterscheidet den LR500 von anderen großen Drehbohrgeräten der Branche. Der LR500 kann mit einem Rückzug von 500.000 lbs (35714 Steinen) tiefer bohren. Durch diese Fähigkeit kann das Bohrgerät das Gehäuse setzen, ohne dass das Bohrgerät aus dem Loch bewegt werden muss und das Gehäuse mit einem Kran eingesetzt werden muss. Dies ist eine umfassende Einsparung von Zeit-, Arbeits- und Ausrüstungskosten für die Mobilisierung und Demobilisierung.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des LR500 ist die elektrische Stromversorgung. Es verbindet sich nahtlos mit dem Stromnetz. Diese Technologie bietet einen erheblichen Vorteil für die Reduzierung von Emissionen und Kraftstoffeinsparungen. Die Verringerung der Emissionen war für den Bergbau-Kunden in Nevada, der den LR500 in Betrieb nahm, äußerst wichtig.

Der LR500 ist mit Sensoren ausgestattet und liefert dem Bohrer ständige Echtzeit-Rückmeldung über die Bodenbedingungen, die in der gesamten Bohrung auftreten. Der Bohrer stellt die Bohrparameter ein und das Bohrgerät löst abhängig von diesen eingestellten Parametern Alarme aus oder schaltet ab. Wenn sich die Bohrbedingungen mit fortschreitendem Bohrloch ändern, z. B. wenn der Dreikegelbohrer eine Leerstelle trifft, löst das Bohrgerät einen Alarm aus oder wird heruntergefahren, damit der Bohrer die richtigen Einstellungen vornehmen kann.

Zusätzlich zu den automatisierten Bohrfunktionen ist der LR500 mit einem vollständig freihändigen Rutenhandler ausgestattet. Ein mechanischer Stangenarm nimmt eine Stange aus der Stangenhalterung und führt sie in den Mast ein, sodass der Kopf die Stange einfädeln kann. Diese Freisprech-Technologie ermöglicht das Herstellen oder Brechen von Stangen beim Ein- und Aussteigen. Dies ist ein wesentliches Sicherheitsmerkmal, das Bohrer und Bohrerassistenten von den Gefahren der Handhabung von Stangen, dem Herstellen und Brechen von Stangen und einer schwebenden Last einer Stange entfernt.

Bohrer befinden sich in einer klimatisierten Kabine und sind vor den Elementen geschützt. Mehrere Bildschirme und ein Kamerasystem ermöglichen es dem Bohrer, wichtige Bereiche der Bohranlage von der Kabine aus zu überwachen - wie Ziehwerke, Kopf, Rutenhandling, Arbeitsdeck, Schlammbehältersystem usw. Die Kabine ist außerdem mit einer Gegensprechanlage ausgestattet, die dies ermöglicht der Bohrer zur Kommunikation mit dem Crewdeck.

Dieses einzigartige Bohrverfahren verwendet ein doppelwandiges Bohrrohr und ein Bohrfluid zusammen mit der Injektion von Luft, um Löcher mit großem Durchmesser zu bohren. Im Bohrstrang ermöglichen Perforationen, dass die Luft in die Mitte zurückkehrt und dem Weg des geringsten Widerstands folgt. Die Luft, die das innere Rohr nach oben strömt, evakuiert die Flüssigkeit innerhalb des Bohrrohrs, wodurch wiederum die Schlammflüssigkeit auf der Rückseite der Bohrstange das Loch nach unten über die Bohrmeißelfläche und zurück in die Mitte nach oben bewegen kann, wodurch die Stecklinge gebracht werden damit. Bei Verwendung von DTFR (Dual Tube Flooded Reverse) tritt Flüssigkeit in das Doppelrohrrohr zurück und kann nicht in die Formation entweichen. Anstatt Flüssigkeiten an der Oberfläche zu halten und im gesamten Bohrloch zirkulieren zu lassen, ermöglicht das DTFR das Bohren mit den Bohrlochflüssigkeiten auf ihrem natürlich vorkommenden Niveau.

Die meisten anderen Auftragnehmer bohren ein Pilotloch mit einem kleineren Durchmesser und gehen dann wieder hinein und bohren das Loch mit dem größeren Durchmesser erneut auf. Manchmal kann dies mehrere Durchgänge dauern. Das Schöne an DTFR ist die Fähigkeit, mit einem einzigen Durchgang große Durchmesser und Tiefen zu bohren. Dies verkürzt die Gesamtzeit, während der das Loch geöffnet ist, und verringert das Risiko des Zusammenbruchs und der Überflutung der Formation. DTFR ist nicht nur effizienter, sondern minimiert die Entwicklungszeit und maximiert die Effizienz des Bohrlochs.

Boart Longyear verwendet ein in sich geschlossenes Bohrfluidsystem, bei dem die Bohrfluide an die Oberfläche zurückkehren und in einem Tank gesammelt werden, in dem das Schnittgut durch Schieferschüttelsiebe und Entschleifaggregate aus dem Fluid gestrippt wird im Bohrprozess wiederverwendet. Autarke Bohrtanks sorgen für die richtige Mischung und Wartung der Bohrflüssigkeiten und sparen Geld, da keine Grube erforderlich ist. Durch den Verzicht auf eine Grube zum Bohren von Flüssigkeiten wird die Größe des Bohrkissens reduziert, möglicherweise weniger Störungserlaubnisse erforderlich, und es ist nicht mehr erforderlich, eine Grube nachzufüllen.

Der LR500 hat die Erwartungen der Bohrer und Ingenieure übertroffen. Das erste gebohrte Loch war ein echtes gerades Loch und wurde in einem einzigen Durchgang ausgeführt. Es war äußerst wichtig, dass das erste Loch, das der LR500 gebohrt hat, außergewöhnlich gerade ist, da in extremer Nähe zu einem unterirdischen Bohrloch gebohrt wurde. Es bestand die reale Möglichkeit, diesen Abschnitt zu durchkreuzen und zu überfluten. Die Ergebnisse des LR500 beeindruckten jedoch sowohl den Kunden als auch die Bohrmaschinen. Die Fähigkeit, solche geraden Bohrungen auszuführen, wird drei Hauptmerkmalen zugeschrieben: den automatisierten Bohrfunktionen, einem elektrischen Hebezeug und den größeren Werkzeugen.

Die konstante Echtzeit-Rückmeldung während des Bohrens ermöglicht es dem Bohrer, während des Bohrens Anpassungen vorzunehmen, um sich ändernden Bedingungen während des Bohrens anzupassen. Der elektrische Lifter ermöglicht eine sehr begrenzte Steuerung für sofortige Anpassung der Gewichts- und Rotationsabstimmung. Je größer das Werkzeug, desto starrer ist es, so dass es ein geraderes Loch bietet. Die robuste Werkzeug- und Bohrlochbaugruppe maximiert das Potenzial für Lotstand und Ausrichtung.

Nach Fertigstellung des ersten Lochs wurde der LR500 mit zusammengebautem Mast und Sockel im Feld bewegt. Dies ist eine Zeitersparnis, denn wenn Sie erst einmal vor Ort sind, müssen Sie das Rigg weniger auseinander nehmen, um das Loch zum Loch zu bewegen. Der LR500 wurde in etwa 3 Stunden um 1,5 Meilen bewegt. Das Rigg sitzt auf einer modifizierten Raupenhacke und wurde mit der für den Umzug benötigten Hilfsausrüstung entworfen.

Beim ersten Brunnen wurde traditioneller Kies verwendet. Im zweiten Brunnen ordnete der Kunde Glas SiLibeads® an, um das Bildschirmgehäuse, eine weitere einzigartige Komponente des Projekts, festzulegen. Die Filterpack-Glasperlen wurden durch Kies ersetzt, um die biologische Anhäufung zu minimieren, die Brunnenkapazität zu maximieren und Energie und Rückspülwasser zu sparen.

Egal, ob Sie einen Auftragnehmer für Mineralienexplorationsbohrungen, Wasserversorgung oder Produktionsbohrungen benötigen, Sie benötigen einen Bauunternehmer, der sich durch einen soliden Ruf auszeichnet und über Erfolgsbilanz für Sicherheit und innovative Lösungen verfügt. Boart Longyear arbeitet sicher mit Integrität und Bohrungen für Ergebnisse und liefert ständig innovative Lösungen für die technischsten Bohraufgaben in einigen der komplexesten Betriebsumgebungen auf der ganzen Welt. Der LR500 ist nur ein weiteres Beispiel dafür, wie wir dies durch unsere Investitionen in Sicherheit, Mitarbeiter und Ausrüstung erreichen.

Die DTFR-Technik ermöglichte es dem außergewöhnlichen Bohrer, die Verlustzirkulationszonen zu durchdringen, die die Verwendung eines traditionelleren Hochbohrungs-Riggs unmöglich machten.

Die Technik pumpt Luft durch das Außenrohr und zwingt Schlamm und Bohrspäne durch das Mittelrohr nach oben, wodurch verhindert wird, dass poröse Gesteinsformationen mit Schnittgut verstopfen, ein häufiges Problem unter dem hohen Druck herkömmlicher Bohrungen.

Rotierende dreiköpfige Crews arbeiteten rund um die Uhr und benutzten ein Rig mit Top-Head-Antrieb, ausgestattet mit Stabilisatoren und dem massiven Gebiss. Um das Risiko eines Mineneinsturzes zu minimieren, wurde das Bohrloch an der Seite des Minentunnels gebohrt und ein 54-Zoll-Gehäuse mit 1/2-Zoll-Wandstärke installiert und zementiert. Die unterirdischen Minenteams wurden dann abgebaut und durchbohrten den Beton, um den Schacht zu öffnen.

Das Bohren eines solchen Lochs mit großem Durchmesser durch Verlustzirkulationsformationen in einem einzigen Durchgang - und in weniger als anderthalb Monaten - wäre mit keiner anderen Methode einfach möglich gewesen, und nur wenige Unternehmen verfügen über die erforderlichen Ressourcen, Fachkenntnisse und Erfahrung um einen ausreichend großen Bohrturm zu erwähnen.

DTFR wird am häufigsten für große Brunnen mit großem Durchmesser verwendet und eignet sich gleichermaßen für Erdöl- und Erdgasanwendungen im Bereich der Öl- und Gasvorkommen sowie für Lüftungsschächte wie in Wyoming. Es wird auch zum Bohren von zwei Injektionsbohrungen im Zentrum von Utah am Standort des ersten unterirdischen Salzkavernenlagers für Erdgasflüssigkeiten (NGLs) in der Rocky Mountain-Region verwendet. Andere Anwendungen umfassen Einfügelöcher und Nutzlöcher.

Natürlich erfordert nicht jede Anwendung das gigantische Stück, das in der Wyoming-Kohlemine verwendet wird. Bits gibt es in mehr als einem Dutzend Größen, je nach Bedarf zwischen 7 und 7 Zoll.

DTFR kann sowohl in nicht konsolidierten Formationen als auch in Gesteinsformationen verwendet werden. Zwar hängt das spezifische Werkzeug von der Formation und der Größe des Lochs ab, das erforderlich ist, es beinhaltet jedoch immer ein Zweirohrrohr, Rollenreibahlen, Stabilisatoren und ein umlaufendes Gebiss. Diese einzigartige Anordnung ermöglicht ein gerades Loch und einen konstanten Durchmesser in einem einzigen Durchgang.

Auch bei überflutetem Rückwärtsgang ist herkömmliches Bohren erforderlich, um das Bohrloch zu starten. Die Oberflächenbohrung geht normalerweise bis zu einer Tiefe von 20 bis 40 Fuß, wo die Oberflächenverkleidung eingekittet ist.

Das Fertigbohrloch wird auch konventionell gebohrt, bis das Eintauchen erreicht ist, üblicherweise etwa 100 Fuß unter dem Boden.

Von hier aus übernimmt die geflutete Umkehrtechnik die Einstellung des Innenrohrs, einen niedrigeren Bohrlochdruck und die Möglichkeit, Verlustzonen zu durchbohren. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass für beide Verfahren das gleiche Bohrgerät und die gleichen Stangen verwendet werden können, wobei die Umschaltung lediglich einen Wechsel der Schläuche und Pumpen sowie der Kompressoren und des Verstärkers erfordert.

Darüber hinaus drückt das DTFR-Bohren nie direkt auf den Bohrmeißel, sondern hält immer Gewicht zurück, was zu einem Pendeleffekt führt. Dies minimiert die Abweichung des Bohrlochs, führt zu einem geraden Loch und verringert den Verschleiß des Bohrers, wodurch die Lebensdauer erhöht wird.

Der DTFR-Prozess selbst ist relativ unkompliziert. Es beginnt mit der Verwendung von sauberer, schlammarmer Bohrflüssigkeit mit niedrigerer Viskosität, die durch Schwerkraft in das äußere Bohrloch oder den Annulus geleitet wird.

Der Schlamm sammelt die Schnitzel vom Meißelgesicht, mischt sich mit Luft und fließt durch das Mittelrohr wie ein gewöhnlicher Trinkhalm an die Oberfläche. Dies führt zu einem geringeren Druck auf das Bohrloch und der Formation als bei herkömmlichen Bohrungen, wodurch Fluid mit höherer Viskosität das mittlere Rohr hinunter pumpt und Materialien in den Ringraum zurückgeführt werden.

An der Oberfläche passieren Stecklinge und Schlamm den Zyklon im Schlammtank. Eine Reihe von Schüttelsieben trennt dann das Schnittgut vom Schlamm, und die Entsäuberkegel trennen den Sand von der Bohrflüssigkeit ab, die dann im Loch zurückgeführt werden kann.

Da die Probe über das Mittelrohr gelangt und nicht an die Außenkante, an der sie Verunreinigungen aufnehmen könnte, sind unkontaminierte Formationsproben in Echtzeit, die die Formation an der Meißeloberfläche genau darstellen. Dies liefert genaue Tiefenbeziehungen für eine zuverlässige Formationsanalyse.

Sie wissen nie, was Sie mit DTFR finden könnten. Vor einigen Jahren war ich Bohrer einer Crew, die in ein 31-Zoll-Explorationsloch in einer Goldmine in Nevada mit Explorations- und Kernlöchern gebohrt wurde. Aufgrund der Größe des gebohrten Lochs und der Qualität der Proben, die wir erhalten hatten, war das Ergebnis ein "Eureka!" - Moment - wir entdeckten eine Goldader, von der der Kunde nicht wusste, dass sie existiert.

Die Entdeckung hatte zwar vor über anderthalb Jahrhunderten nicht den kalifornischen Goldrausch ausgelöst, erregte jedoch die Aufmerksamkeit eines plötzlich aufmerksamen und erweiterten Teams von Geologen und führte dazu, dass eine Reihe zuvor nicht beachteter Gebiete erneut gebohrt wurde.

Natürlich wird nicht jedes Unternehmen Gold entdecken. Aber aus gutem Grund entdecken immer mehr Zweirohr-Reverse-Circulation-Bohrungen und warten auf ihre „Eureka!“ - Momente.

Durch die geflutete Umkehrmethode mit zwei Röhren werden Wasserbrunnen entwickelt
Boart Longyear hat mehrjährige Verträge mit dem größten Eisenerzbergbau in der Region Pilbara in Nordwestaustralien (WA) abgeschlossen, um Bohrungen an aktiven und zukünftigen Bergwerken durchzuführen.

Die Flotte von Boart Longyear mit zwei Röhren geflutetem Rückwärtslauf (DTFR) Brunnenbohrgeräte sind in der Lage, Gehäusedurchmesser von bis zu 28 Zoll aufzunehmen, tiefe Bohrziele durch einen kraftvollen 130.000-Pfund-Pullback zu erreichen und sind auf einer äußerst mobilen Plattform montiert. Die Bohrgeräte verwenden ein geschlossenes Zirkulationsschlammsystem mit einem proprietären Schlammtank. Durch die Installation von Entwässerungsbrunnen über DTFR ist es möglich, während des Bohrens hochproduzierende Aquifere zu kontrollieren, die für konventionellen Schlamm oder herkömmliches Luftbohren problematisch sind.

Die DTFR-Methode unterscheidet sich von anderen Bohrverfahren dadurch, dass die Bohrspäne durch den Bohrstrang an die Oberfläche zurückgeführt werden, wohingegen bei konventionellen Schlamm- oder Luftoperationen die Bohrspäne in den Anulus zurückgeführt werden. 

1. Das Schneiden erfolgt schneller als bei einer herkömmlichen Schlammmethode. Stecklinge vermischen sich nicht mit dem Anulus wie bei herkömmlichen Bohrsystemen, wodurch Verunreinigungen vermieden und ringförmige Auswaschungen oder Lochvergrößerungen reduziert werden. Die Rückführung über den Bohrstrang bedeutet, dass der Schlammverlust die Bohrvorgänge nicht stoppt, solange der Bohrer eingetaucht bleibt. Die Zirkulation geht fast nie verloren und Bohrschlamm kann während des Bohrens ersetzt werden, ohne dass er aufhören muss.
   
   
2. Das Schlammsystem ist eine geschlossene Schleife. Durch den Einsatz eines speziellen Schlammtanks und des Bohrschneideaustauschs reduziert DTFR den Bohrfußabdruck im Vergleich zu herkömmlichen Schlammbohrvorgängen erheblich. Formationswasser ist bei Bohrungen kein Thema, während des Bohrvorgangs fast kein Abfluss vorhanden ist. Daher ist das Wassermanagement kein Thema.
   
   
3. DTFR-Schlamm zirkuliert im Annulus unter Umgebungsdruckbedingungen, wodurch die Entwicklungszeit verringert wird. Der Restschlamm kann während der Entwicklung leicht von der Ringwand entfernt werden. Zusätzlich zu einer schnelleren und vollständigeren Schlammbeseitigung wird die Menge an an der Oberfläche verwaltetem Abwasser aufgrund der Verringerung der Entwicklungszeit verringert.

Die Boart Longyear DTFR-Bohrmethode wurde verwendet, um in aktiven Minengebieten in der Region Pilbara zu arbeiten, wo während des Bohrens eine große Menge Wasser abgelassen wird, ohne aktiven Bergbau zu behindern.

In der Vergangenheit wurde konventionelles Bohren mit Luft oder Doppelbohrung verwendet, um die Wasserversorgung, Entwässerung und Injektionsbohrungen mit großem Durchmesser einzustellen. Während diese Verfahren das Potenzial haben, schnell zu bohren, kann die Aufrechterhaltung der Zirkulation und der Unversehrtheit der Bohrlöcher eine Herausforderung bei gebrochenen und brüchigen Böden sein. Infolge von Zirkulationsverlusten oder Einstürzen werden Bohrlöcher häufig in flacheren Tiefen ausgeführt.

Das Bohren eines Lochs mit großem Durchmesser entweder mit herkömmlicher Luft oder mit zwei Rotationsluft kann eine enorme Menge an Abwasser erzeugen. Dies ist ein Problem, da viele Bohrstandorte aufgrund von Problemen mit der Wasserqualität kein Wasser an die Umgebung abgeben können. Das Wasser befindet sich also in riesigen Wannen, die parallel zur Bohranlage gegraben wurden. Häufig füllen sich diese Gruben während des Bohrens schnell und die Vorgänge müssen angehalten werden, um das Ablassen zu ermöglichen. Mit DTFR entfällt der Bedarf an großen Wannen, da während des Bohrens kein Wasser abgeleitet wird. Dies ist ein enormer Vorteil, wenn in der Grube Wassermanagementprobleme den Abbauprozess unterbrechen können.

Im Laufe eines Jahres bohrte Boart Longyear 2300 Meter für einen großen Minenbetreiber in der Region Pilbara mit Bohrlochdurchmessern von 17,5 und 20 Zoll. Die fertiggestellten Bohrungen erreichten eine Tiefe von 250 Metern und waren mit Produktionsketten von 10 bis 12 Zoll verkleidet.

Insbesondere für die Entwicklung einer Ex-Pit-Entwässerungsbohrung erreichte der DTFR eine Tiefe von 144 Metern mit weniger als 1 Prozent Abweichung während des Bohrens.

Geologie, die angetroffen wurde, umfasste gebügeltes Eisen, dicke Sequenzen von bröckeligem mineralisiertem Erz und Schiefer, der mit harten Chert-Bändern durchsetzt war. Diese sich ändernden Bodenbedingungen wurden von der DTFR problemlos gehandhabt, und die Bohrungen stoppten an keinem Punkt aufgrund von Zirkulationsverlusten. Vor dem Einsatz der DTFR in der Region Pilbara wurde spekuliert, dass ein Dreikegelbohrer, der normalerweise bei allen Arten von Schlammbohrungen verwendet wird, nicht in der Lage ist, die harten Gesteine zu behandeln, die mit Eisenerzablagerungen verbunden sind. Diese Bedenken wurden mit DTFR schnell gemildert, was dazu beitrug, andere große Eisenerzproduzenten zu überzeugen, Mehrjahresverträge mit Boart Longyear abzuschließen.