Ölbohrung · The Last Codex

Eine Ölbohrung ist ein enges Loch, das bis zu einer erdölführenden Gesteinsschicht gebohrt und mit Stahlrohren ausgekleidet wird; durch sie steigt das Öl von selbst auf oder wird von einer Pumpe gehoben. Der nickende Pferdekopf auf den Ölfeldern treibt über einen langen Gestängestrang eine Kolbenpumpe am Grund des Bohrlochs an. Nach Öl gebohrt wurde 1857 auf Trinidad und 1859 in Titusville in Pennsylvania, wo Edwin Drakes Bohrung Prospektoren in die Gegend lockte.

Was es ist

Eine Ölbohrung ist ein enges Loch, das von der Oberfläche bis zu einer Gesteinsschicht gebohrt wird, die Erdöl enthält. Sie wird mit Stahlrohren ausgekleidet, die ihre Wände stützen, und oben von einem Bohrlochkopf verschlossen, einer Gruppe von Ventilen, die regelt, was herauskommt.

In einem neuen Feld kann der Druck von Gas und Wasser im Gestein ausreichen, um das Öl von selbst an die Oberfläche zu drücken. Je mehr das Feld geleert wird, desto stärker sinkt der Druck, und das Öl muss gehoben werden. Diese Arbeit leisten die nickenden Pferdekopfpumpen auf den Ölfeldern, an Bohrungen, die nicht mehr von selbst fließen.

Bohrungen fördern brennbares Gas und Öl, manchmal auch Schwefelwasserstoff, ein giftiges Gas. Eine Bohrung, deren Druck nicht beherrscht wird, kann ausbrechen und in Brand geraten, und auf den Anlagen arbeiten schwere bewegliche Geräte und Hochdruckleitungen. Bohren und Fördern ist nur ausgebildeten Mannschaften mit Genehmigung und unter Aufsicht erlaubt.

Wie es funktioniert

Ein langer, schwerer eiserner Bohrmeißel mit breiter Meißelschneide, der an einem dicken Seil in einer Hülse hängt, neben einem Bein eines hölzernen Bohrturms Ein Meißel für das Seilbohren: immer wieder angehoben und fallen gelassen, schlug er sich durch das Gestein.

Die ersten Bohrungen wurden im Seilschlagbohren niedergebracht. Ein schwerer eiserner Meißel hing an einem Seil oben in einem hölzernen Bohrturm, und ein Schwengel, den eine Dampfmaschine bewegte, hob ihn an und ließ ihn fallen, sodass er bei jedem Schlag etwas Gestein zertrümmerte. Im frühen 20. Jahrhundert setzte sich das Drehbohrverfahren durch: Ein Meißel am Ende eines Rohrstrangs wird von der Oberfläche aus gedreht und arbeitet sich drehend in die Tiefe.

Die Bohrung wird mit Rohren ausgekleidet, die ihre Wände stützen, zuerst aus Eisen, später aus Stahl. Oben können Ventile und Preventer die Bohrung schließen, wenn der Druck des Gesteins Öl und Gas plötzlich nach oben treibt.

Ein langes, schlankes stählernes Pumpenrohr auf zwei Holzböcken, aus dessen oberem Ende eine polierte Kolbenstange ragt, mit einem kurzen Käfig mit Stahlkugel am unteren Ende Eine Tiefpumpe, am Fuß der Bohrung eingesetzt; das Gestänge bewegt ihren Kolben von oben.

Muss das Öl gehoben werden, setzt man am Grund der Bohrung eine Pumpe ein. Sie ist eine Kolbenpumpe mit zwei Kugelventilen: eines am Fuß des Pumpenzylinders, das andere im Kolben, der darin auf und ab gleitet. Beim Aufwärtshub schließt das Ventil im Kolben und hebt die Ölsäule darüber an, während das Fußventil sich öffnet und Öl aus dem Gestein den Zylinder füllt. Beim Abwärtshub schließt das Fußventil, und das Öl im Zylinder strömt durch den Kolben nach oben, bereit für den nächsten Hub.

Die Pferdekopfpumpe bewegt den Kolben von der Oberfläche aus über das Pumpengestänge, einen Strang aus Stahlstangen, der in der Bohrung hängt. Ein Motor dreht eine mit schweren Gegengewichten belastete Kurbel, die Kurbel lässt einen langen Schwengel auf seinem Pfosten wippen, und der gebogene Pferdekopf am Ende des Schwengels hebt und senkt das Gestänge. Die Gegengewichte gleichen das Gewicht von Gestänge und Öl aus, sodass der Motor nur die Differenz aufbringen muss.

Geschichte und Entwicklung

Erdöl wurde aus natürlichen Austritten und von Hand gegrabenen Gruben gewonnen, lange bevor man danach bohrte. Auf Trinidad bohrte die Merrimac Company 1857 nahe dem Pitch Lake nach Öl, und die Geological Society of Trinidad and Tobago berichtet, dass die Bohrung Öl lieferte.

In Pennsylvanien schöpfte man das Öl aus den Austritten am Oil Creek ab und verkaufte es als Heilmittel, später als Lampenöl. Die Seneca Oil Company beauftragte Edwin Drake, mehr davon zu finden. Er übernahm die Verfahren der Salzbrunnenbohrer, mit einem hölzernen Bohrturm, einer Dampfmaschine in einem Maschinenhaus und Seilbohrwerkzeugen, und schützte das Bohrloch mit einem Eisenrohr. Am 27. August 1859 traf die Bohrung in etwa 21 m Tiefe auf Öl, und bald strömten Prospektoren in die Gegend. Jahrzehntelang wurden die Bohrungen mit einem hölzernen Schwengel gepumpt, den ein Motor wippen ließ und der einen Strang Pumpenstangen bewegte.

Ein stählerner Rollenmeißel mit zwei kegelförmigen, mit Reihen scharfer Zähne besetzten Schneidrollen nebeneinander unter einem Gewindeschaft, auf einem Holzbrett liegend Ein Zweikegel-Rollenmeißel: Beim Drehen rollen seine gezahnten Kegel auf der Sohle und zerdrücken das Gestein.

In Texas brach am 10. Januar 1901 eine im Drehbohrverfahren abgeteufte Bohrung in Spindletop bei Beaumont in etwa 350 m Tiefe aus und schleuderte neun Tage lang eine Ölsäule hoch über den Bohrturm, bevor man sie schließen konnte. Danach wurde tiefer gebohrt, und härteres Gestein musste durchschnitten werden. 1909 ließ Howard Hughes senior einen Rollenmeißel mit zwei gezahnten Kegeln patentieren, die auf der Sohle des Bohrlochs abrollten, und 1922 bauten James Abercrombie und Harry Cameron den ersten brauchbaren Backen-Preventer, der eine Bohrung schloss, indem er zwei Stahlbacken quer über ihr zusammenschob. 1925 entwarf Walter Trout von der Lufkin Foundry and Machine Company in Texas die Pferdekopfpumpe mit Gegengewicht, die heute auf Ölfeldern in aller Welt arbeitet.