Titel: | Ueber Wasserabsperrung und Pumpen von Flüssigkeiten aus Bohrlöchern durch Gasdruck; von Julius Noth in Dukla (Galizien). |
Fundstelle: | Band 213, Jahrgang 1874, Nr. CXVII., S. 473 |
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CXVII.
Ueber Wasserabsperrung und Pumpen von
Flüssigkeiten aus Bohrlöchern durch Gasdruck; von Julius Noth in Dukla
(Galizien).
Aus dem berg- und hüttenmännischen Jahrbuch der
Bergakademien zu Leoben, Pribram und Schemnitz, 1874 Bd. XXII S.
326.
Mit Abbildungen auf Tab.
VI.
Noth, über Wasserabsperrung und Pumpen von Flüssigkeiten aus
Bohrlöchern durch Gasdruck.
Wenn wir auch so manche Erfahrungen machten, vielfache Verbesserungen an jenen
Instrumenten und Vorrichtungen anbrachten, vermittels welcher größere Tiefen unseres
Erdkörpers erbohrt werden konnten, so liegt doch das Pumpenwesen von Flüssigkeiten
aus tiefen Bohrlöchern noch gar sehr im Argen. Unläugbar hat das Pumpen von
Flüssigkeiten, namentlich aus engen, tiefen Bohrlöchern nebst der hierbei in's Spiel kommenden
Absperrung des schädlichen Wassers seine eigenthümlichen Schwierigkeiten. Tausende
von Bohrlöchern, welche in Galizien und Amerika auf Bergöl gestoßen wurden und durch
welche man wirklich die Gegenwart von Bergöl nachgewiesen, mußten wegen Mangel an
geeigneten Pumpen wieder aufgelassen werden. Ein gleiches Loos trifft zahlreiche
Bergölschächte, welche – regelmäßig gepumpt – wohl eine lohnende Menge
Bergöles geben würden, jedoch in Folge des Umstandes versiegt sind und außer Betrieb
stehen, daß man das Wasser nicht auspumpte und die das Bergöl in den Capillargefäßen
der leitenden Gesteine theils zurückhaltenden, theils dasselbe zu Tage drängenden
Bergölgase (im Wesentlichen Kohlenwasserstoffe) nicht entfernte.
Bedenken wir, daß an einem einzigen Orte Galiziens, in Boreslaw bei Drohobycz, gegen
3000 Schächte und Bohrlöcher, im ganzen Oeldistricte dieses Landes statistisch
bekannt über 10000 solcher Schächte und Bohrlöcher aus dem angeführten Grunde
nämlich wegen Mangel an geeigneten Pumpen aufgelassen, somit dem an und für sich von
Capital und Unternehmungsgeist nicht gerade überschwemmten Lande Millionen nicht nur
nicht zugeführt, sondern gegentheilig entzogen wurden, berücksichtigen wir ferner,
daß durch Anwendung der bisher gebräuchlichen Pumpen das ohnehin mühsam und spärlich
gewonnene Rohproduct um Vieles vertheuert wird, wegen starker Concurrenz der
ausländischen Waare jedoch vor Allem ein möglichst billiges Massenproduct
anzustreben ist, so dürfte es wohl an der Zeit sein, sich eingehend mit Verbesserung
unserer seither angewendeten Pumpen zu befassen.
Mit der Pumpenfrage hängt aber eng zusammen die Aufgabe, das Eindringen schädlichen
Wassers in ein Bohrloch zu verhindern: die Wasser-Absperrung; ich berühre
daher beide Fragen unter Einem.
Bisher gebrauchte man fast durchgehend zweierlei Pumpenarten, die sich nur dadurch
von einander unterscheiden, daß man bei der einen Art (Fig. 21) das Kolbenrohr
enger, bei der zweiten Art Pumpen (Fig. 22) das Kolbenrohr
weiter als das Steigrohr anfertigte.
Bei der einen wie bei der anderen Art Pumpen tritt beim Aufgange des an einem
Gestänge G, dessen Länge jener des Steigrohres
entspricht, befindlichen Kolbens B die Flüssigkeit in
das Kolbenrohr C durch das Ventil A. Sobald der Kolben niedergeht, schließt sich das Ventil A, das aufgesaugte Wasser läßt den Kolben mit geöffnetem
Ventile B herabgleiten, wird aber selbst gehoben beim
Anheben dieses Kolbens, dessen Ventil B sofort
geschlossen wird, während Ventil A sich wieder öffnet
u.s.f. Ist nun das Steigrohr S (Fig. 22) enger als das Kolbenrohr C, so muß bei jeder Reparatur die ganze Pumpe, bestehend
aus einzelnen durch Muffe verbundenen Gasröhren, herausgezogen werden. Ist aber das
Steigrohr weiter als das Kolbenrohr (Fig. 21), so kann man
zwar das Kolbenventil und Gestänge, ja sogar zuweilen das unterste Ventil aus dem
Bohrloche ziehen, ohne die ganze Pumpe heben zu müssen; allein dies führt oft zu
Gestäng-Abschraubungen, Gestängbrüchen, Beschädigung der Ventile oder
Undichtheit des Ventil- und Kolbenverschlusses. Die Nachtheile beider
Pumpenarten sind im Allgemeinen folgende:
a) Die Fördermenge ist eine sehr
geringe, weil der Hub ein geringer ist, erfahrungsmäßig kein großer sein
darf.
b) Die Ventile verschlammen sich sehr
leicht, da der Raum, welchen der Kolben durchläuft, ebenfalls verhältnißmäßig
gering ist gegen die ganze Steighöhe.
c) Die Gase und der mitgeführte, sich
oft ersetzende, nicht zu vermeidende Bohrschlamm und die
Gesteinsspalten-Unreinigkeiten erhalten das untere Ventil, häufig auch
beide Ventile geöffnet, so daß beim Niedergange des Kolbens einfach die
Flüssigkeit zurücksinkt, während die Gase entweichen.
d) Bei jedem Anhube des Kolbens dringt
nicht allein Flüssigkeit, sondern auch Gas dem Kolben
nach, vermehrt den schädlichen Raum unter dem
Kolbenventile bis zu dem Grade, daß entweder nur ein sehr schwacher
Wasserstrahl oder gar keiner ausfließt.
e) Die die Pumpe bewegende Kraft muß die
ganze Wassersäule (Flüssigkeitssäule) vom Unterwasser bis zu dem Wasserspiegel
über dem Ausflusse heben und ist so groß als das Gewicht einer Wassersäule,
welche diese ganze Höhe zur Höhe hat und den Querschnitt des Kolbens zur Fläche,
vermehrt um das Gewicht des Kolbens und Gestänges, um Reibungs- und
Contractions-Widerstände, vermindert um das Gewicht des durch Kolben und
Gestänge verdrängten Wassers. Bei dem Herabdrücken des Kolbens hat man gar keine
Kraft auszuüben, der Kolben wird vielmehr blos durch seine eigene Schwere und
durch das Gewicht des Gestänges herabgezogen. Weil ein Gegengewicht, um die Last
gleichförmig für Aufziehen und Herabdrücken des Kolbens zu vertheilen, nicht
angebracht ist, entsteht eine ungleichförmige Bewegung, bekanntlich
unvortheilhaft für alle Maschinen.
f) Der Kraftaufwand zum Pumpen der
Flüssigkeit ist verhältnißmäßig bedeutend, nicht nur aus dem unter e angeführten Grunde und wegen der Reibung der
Gestänge im Innern des Steigrohres, sondern auch wegen des Widerstandes, den die
zahlreichen Muffe oder Unebenheiten des Gestänges dem aufsteigenden Wasser oder
überhaupt der Flüssigkeit verursachen. Aus diesem Grunde nützen sich auch die
Wände der Röhren sehr rasch ab.
g) Bei Bohrlöchern unter 0,08 Meter
Durchmesser ist die Anwendung dieser bisher gebräuchlichen Pumpen für Bohrloch,
Verröhrung, sowie für die Pumpe selbst gefährlich, bei noch kleinerem
Bohrlochs-Durchmesser geradezu unstatthaft.
h) Das Gewicht der Pumpen ist
beträchtlich und in Folge dessen das Aushängen und Wieder-Einlassen
derselben zeitraubend, auch namentlich in der Winterskälte bei Wind oder
ungünstiger Witterung, wegen Unachtsamkeit der Arbeiter mit häufigen Unfällen
verbunden.
Zwar hat der bekannte und verdienstvolle Bohringenieur Fauck, das Pumpen mittels Dampfmaschinen vielfach in Galizien eingeführt
und zu verbessern gesucht; jedoch da die Hauptübelstände nicht im Motor sondern in
der Pumpenart liegen, und wie wir soeben gesehen haben, in der Eigenthümlichkeit
unseres Bergölvorkommens zu suchen sind, außerdem in Betracht zu ziehen ist, daß von
je 1000 Schächten und Bohrlöchern hierorts kaum 20 durch Dampfmaschinen betrieben
werden, so sind bis nun zu wenig Fortschritte sichtbar.Als Beweis der wahrhaft kläglichen, effectiven Leistung unserer bestehenden
Handpumpvorrichtungen, diene der Hinweis auf das tägliche Pumpquantum an
Flüssigkeit von einem unserer unstreitig bestsituirten und verwalteten
Oelbergwerke, dem zu Bobrka bei Dukla in Mittelgalizien. Das Gewicht des
täglichen Förderungsquantums an Wasser und Bergöl, abgesehen von dem der
Maschinenförderung, beträgt annähernd: 36000 Kilogrm. aus einer
durchschnittlichen Tiefe von 80 Meter durch Zusammenwirken mehrerer
Menschenkräfte an (Pumpenschwengeln) Hebeln.Nach Fauck's eigener Beschreibung: „Die
Petroleumgruben in Bobrka“ sind 72 Pumpenarbeiter Tag und
Nacht beschäftigt, die Bohrlöcher möglichst leer zu halten. Es resultirt
also für je einen Pumpenarbeiter ein Förderungsquantum von täglich 500
Kilogrm. auf 80 Meter Höhe zu heben, daher seine Arbeitsleistung am Hebel 40000 Kilogramm-Meter beträgt.Da aber ein Mensch bei nur achtstündiger
Arbeitszeit erfahrungsmäßig, unter Mitwirkung von mehreren Individuen am
Hebel, 160000 Kilogramm-Meter leisten soll, der Pumpenarbeiter in
Wirklichkeit jedoch nur den vierten Theil der Arbeitsleistung eines normalen Menschen vollbringt, so ist dies ein schlagender
Beweis für die Unvollkommenheit der Pumpen-Vorrichtungen selbst.Das Resultat der Effectberechnung für unsere zur Zeit gebräuchlichen
Maschinen-Pumpvorrichtungen dürfte kaum
günstiger ausfallen. Der Hub ist hier zwar vergrößert, aber
gleichzeitig und unverhältnißmäßig mehr als beim Handpumpenhub der
schädliche Raum durch die nacheilenden Gase unter dem Kolben vermehrt. Dies
die Erklärung des Grundes, warum Maschinenpumpen oft nur bei einer größern
Anzahl von Spielen in der Minute Flüssigkeit ausschütten.
Welche Art von Pumpen wir anzuwenden haben, damit wir alle die angeführten und uns
nunmehr klar gewordenen Uebelstände, wenn nicht vollkommen umgehen, so doch
möglichst vermeiden, liegt nahe auf der Hand umsomehr, als uns täglich die
Erscheinungen auf den lebhaften Druck hinweisen, welchen die in den Gebirgsmassen
eingeschlossenen Gase ausüben. Dieser Druck ist so kräftig, daß er im Momente der
Erbohrung einer unterirdischen Bergölspalte das Bergöl oft mehrere Hundert Meter
empordrängt.So trieben, um ein Beispiel unter sich oft wiederholenden Vorfällen
anzuführen, in einem Bohrloche von Stocker und
Comp. in Ropianka bei Dukla im Jahre 1871
erbohrte Bergölgase das mit diesen gleichzeitig erschlossene Vergöl nicht
nur aus dem über 100 Meter tiefen Bohrloche, sondern noch über dieses an 11
Meter in dem Bohrschachte in die Höhe; der Querschnitt dieses Schachtes
beträgt 1,2 Quadratmeter. Das Bergöl zeigte anfänglich 49 Grad Beaume bei
0,84 bis 0,83 spec. Gewicht; es bedurfte demnach eines unterirdischen
Gasdruckes von über 10 Atmosphären, um das Bergöl über 111 Meter hoch
steigen zu machen. Hierbei ist noch nicht in Rechnung gezogen, daß die Sohle
des Schachtes eine Wasserschicht bedeckte.
Ich glaube aus dem Angeführten nicht mit Unrecht folgern zu dürfen, daß das Bergöl Galiziens im Karpathengebirge gleich dem Bergöle Amerika's
stellenweise bis zum Mundloche, d.h. bis zu Tage steigen
würde, sobald man den bedeutenden, oft durch hydrostatischen Druck
vermehrten atmosphärischen Gegendruck aufheben oder nur vermindern würde –
vorausgesetzt, daß man überhaupt tief genug gebohrt und namentlich anstehendes
Gestein erreicht haben wird.
Die Erscheinungen bei Erteufung von Bergöl und Bergölgasen gleichen vollkommen denen
beim Sieden einer Flüssigkeit. Aus dem durchbrochenen oder nur mit der Keilhaue
angehauenem Gesteine, dem Leiter des Bergöles, quellen zahllose Blasen zischend,
pfeifend und brausend hervor, oft continuirlich, zuweilen periodisch und in
letzterem Falle in regelmäßigen Intervallen größere Gas- und Oelmengen
emporstoßend. Ist das Gestein ein zerklüftetes, so gewahrt man das Bergöl sich
ansammelnd in nächster Nähe der Zerklüftungsspalten, oder aus diesen selbst
fließend; ist das leitende Gestein porös, jedoch nicht zerklüftet, so dringt das
Bergöl in Gestalt von Bläschen aus zahlreichen Poren. Die Poren sind im Schieferthon
vertreten durch Ablösungsflächen. Die Bläschen zerspringen, die Gase entweichen und
das zurückgelassene Bergöl bedeckt schließlich die Sohle des Schachtes mehr oder
weniger hoch. Ein Gleiches ist mit dem Erdwachs (Ozokerit) der Fall, welches durch
inneren Gasdruck entweder im Bergöle, als Bestandtheil desselben aufgelöst oder
bereits ausgeschieden, durch die feinen Rinnsale der Gesteinsschichten emporgedrängt
wird. Steht auf der Sohle Wasser oder bereits Bergöl, so arbeiten sich nachziehendes
Bergöl und expandirte Gase zwar vereinzelt und spärlich, aber doch mühsam
hindurch.
Die kräftigen Wirkungen des inneren Gasdruckes nehmen wir aber nicht blos an dem
Aufbrausen, Aufwallen und Sieden der Oberfläche des Wassers in einem Bohrloche oder
Schachte wahr, sondern erkennen sie auch daran, daß die Gase den Bohrschlamm oft von
selbst aus dem Mundloche des Bohrloches schleudern, oder endlich an dem häufigen
Versagen der Pumpen. Die Beobachtung dieser Erscheinungen brachte mich auf den
Gedanken, den inneren Gasdruck als kräftiges Mittel zum Heraustreiben der Flüssigkeiten aus dem Bohrloche zu benützen.
In Ausnahmsfällen mag wohl die bekannte amerikanische Absperrungsmethode der Luft und
des Wassers von einer erbohrten ölführenden Schicht, durch das Aufquellen eines mit
Hanf- oder Leinsamen gefüllten Ledersackes, oder einer die Bohrlochswand
verwahrenden Verröhrung von gehoffter Wirkung, also undurchlässig sein, aber in den
meisten Fällen ist die Aussicht auf Erfolg der Dichtung höchst zweifelhaft. Als
Ursachen des Mißlingens führe ich an:
Die Anwendung nicht an die Bohrlochswände anschließender, oder
undichter, auch sogenannter verlorener Röhren.
Die Unkenntniß des Ortes im Bohrloche, an welchem man die
Absperrung genau in einer bestimmten Höhe vorzunehmen hat.
Die Zerklüftung und steile Schichtung des durchbohrten
Gesteines.
Geringer Bohrlochsdurchmesser und nicht hinlänglicher, geringer
Gasdruck.
Aber selbst im Falle des Gelingens einer solchen Absperrung, hat sie stets den
Uebelstand, daß sie nicht constant wirkt, nicht während des Bohrens im Bohrloche
verbleiben kann, ihre Beseitigung oft zu Unfällen führt.
In den meisten Fällen also müssen wir dem inneren Gasdrücke noch durch Entfernung des
Gegendruckes, durch Anwendung einer Absperrung und einer Pumpe in nachstehend
einfacher Weise, wie Fig. 23 bis 25
verdeutlichen, zu Hilfe kommen.
Es sei A (Fig. 23) der innere Raum
eines Bohrloches, dessen Wände in der Nähe der Erdoberfläche durch eine mehr oder
weniger starke gußeiserne Röhre B geschützt sind, welche
am oberen Rande mit einem Ansätze C versehen ist. In
größerer Tiefe sind die Bohrlochswände entweder durch den vorliegenden Verhältnissen
entsprechende Röhren versichert, oder im feststehenden Gebirge mit gar keiner
Verröhrung versehen. Bei Schächten kann man der Billigkeit halber Holzröhren von
hinreichend starken Pfosten zur Verbindung des Bohrloch-Mundloches mit dem
Schachtmundloche anwenden.
An denjenigen Stellen des Bohrloches, an welchen nutzbare Flüssigkeiten erbohrt
wurden, die gleichwohl häufig wegen den mit diesen Flüssigkeiten gleichzeitig
ausströmenden Gasen zur Bildung von Nachfall, demgemäß zur Verschüttung des
Bohrloches geneigt sind, verröhre man das Bohrloch durch Röhren, deren Mantel
durchlöchert ist, so daß trotz der Verröhrung der nutzbaren Flüssigkeit das
Eindringen in das Bohrloch von den Bohrlochswänden aus ermöglicht ist. Sind die
Gesteinsspalten steil gerichtet, so wird das Aufsteigen der Flüssigkeit und der Gase
in der Regel aus der Bohrlochsohle erfolgen.
Bei Bohrlöchern, in denen die oberste Röhre (Fig. 23) durch den Druck
der Wände nicht hinlänglich gehalten wird, oder beim Pumpen in Schächten, umgibt man
die Röhre B mit Bohlen G,
auf welche man Thon, Letten oder Beton stampft. Als Mischungsverhältniß des hierbei
zu verwendenden Betons empfehle ich für die unmittelbare Umgebung der Röhre und der
Bohlen (Sorte I): 1 Th. Cement, 1 Th. Wasser, 1 Th. Sand (scharf, thonfrei), 1 Th.
Sand oder Kohlenklein, Steinkohlenasche, Schlacke, wenn ein derartiges Material
billig zu beschaffen ist; für den entfernteren Raum (Sorte II): 1 Th. Cement, 1 Th. Wasser, 2 Th. Sand
und 2 bis 4 Theile Kohlenklein oder Schotter.
Alle Materialien werden vor dem Hinzuschütten des Wassers innig gemengt, hierauf
unter fortgesetztem Mischen derselben das Wasser in kleinen Quantitäten zugegossen
und die Betonmasse frisch verarbeitet.
Zwischen der Röhre und den zwei sie umfassenden halbkreisförmig gebogenen
Eisenbändern D (Fig. 24) kann man eine
beliebige Dichtung geben und die Eisenbänder unter sich durch die Schrauben E und mit dem eingekerbten Tragholze G durch die Schrauben F
verbinden. Hat man es nicht mit einem starken Wasserzuflusse aus tiefer liegenden
Schichten zu thun, so verfahre man mit Absperrung desselben, wie ich früher in einem
Aufsatze über Seilbohren (dies Journal, 1873 Bd. CCX S. 425) beschrieben habe, auf
welches Verfahren ich mich also hier füglich beziehen darf.
Bevor man die Verröhrung B in das conisch verjüngte
Bohrloch A (Fig. 25) dessen Sohle S sei, einsinken läßt, erweitere man dasselbe nach der
Zeichnung oberhalb der Stelle X, an welcher sich der
Durchmesser des Bohrloches zu verjüngen beginnt, und bohre die Sohle ein wenig
concav aus. Die punktirten Linien S' deuten die späteren
Wände des zu vertiefenden Bohrloches an. Der unteren Form des Bohrloches conform,
fertige man einen Sack von Guttapercha – den Gummibeutel G – an, dessen Boden von der äußeren Peripherie
aus, mit einem concentrischen Ring D, ebenfalls von
Guttapercha, lose haftend beklebt wird. Vom Mittelpunkte des Sackbodens geht ein
enger Guttaperchaschlauch II durch die Mitte des Sackes, welcher letztere mit Beton
vom Mischungsverhältnisse Sorte I angefüllt, durch einen
Strick K um seinen Hals, durch welchen der Schlauch H hindurch reicht, genau fest zugebunden wird, daß zwar
nur wenig Wasser eindringen kann, aber der Schlauch unverändert bleibt.
Strick und Schlauch steckt man durch die an einem Hohlbohrer M angebrachten Löcher, und läßt den Gummibeutel, durch den Strick unter
dem Bohrer M und der Schwerstange N befestigt, in das Bohrloch bis hinab vor Ort. Der Gummibeutel mit seiner
noch zähen Füllung von Betonmasse nimmt bei der Auflagerung die Form des
Bohrlochstiefsten an, da die Verröhrung noch nicht nachgesenkt wurde, während dem
Wasser Gelegenheit geboten ist, durch den Mittelschlauch H zu entweichen. Jetzt senkt man zuerst den Bohrer um eine vor der Arbeit
genau zu bemessende Höhe, damit wohl der Beutel gedrückt, nicht aber zerdrückt werde, und läßt hierauf
die Verrohrung nachsinken. Das Röhrenende B wird den
Guttaperchamantel des Betons vor dem Zerdrücken oder Zerschneiden desselben an den
Stellen F, R umbiegen, hierdurch eine solide, äußerst
dichte Liderung zwischen Bohrlochswand und dem Absperrungsrohre hervorbringen,
welche noch haltbarer wird durch schließliches Eintreiben des Röhrenendes, und ihren
Abschluß findet durch Eindringen des Röhrenendes in den untersten Guttapercharing
D. Dieser Guttapercharing bleibt beim Anziehen des
Sackbodens am Stricke und Schlauche im Bohrloche zurück. Die Betonmasse und den etwa
verbliebenen Sackboden löffelt man nach dem Zerkleinern aus.
Da der Beton um so dichter wird, je trockener er der Stelle zugeführt wurde, die er
einnehmen soll, und je größer der Druck ist, der anfänglich und im Verlaufe seiner
Erhärtung auf ihn wirkt; da ferner die lösliche Kieselsäure des Cementes geneigt
ist, allmälig eine chemische Verbindung mit dem in der Regel und namentlich in
salzhaltigen Bohrlochswässern an den Röhren angesetzten Roste einzugehen, so dürfte
der Zweck einer Absperrung des Wassers vollkommener als durch alle früher
vorgeschlagenen, bisher bekannten Verfahrungsarten erreicht sein.
Bei der Wichtigkeit dieser Absperrungsfrage, die für viele Bohr- und
Bergwerks-Unternehmungen geradezu eine Existenzfrage ist, sind die Kosten
dieses Verfahrens verschwindend klein. Von diesem Gesichtspunkte bei
Veröffentlichung desselben ausgehend, hielt ich es für geboten, mit größter
Genauigkeit auf die Beschreibung des Verfahrens einzugehen, und es soll mich
aufrichtig freuen, wenn ich hierdurch namentlich der jungen zukunftsfähigen
Bergölindustrie Galiziens in Etwas aufhelfen könnte. Nicht in der starken
Concurrenz, nicht in so manchen Schwierigkeiten des Landes und seiner Zustände suche
der Oelbergbau-Treibende die Ursache seiner spärlichen Erfolge in Galizien,
sondern in dem Mangel an richtiger Auffassung und Benützung gegebener
Verhältnisse.
Was nun die Förderung des Bergöles selbst betrifft, so habe ich zu diesem Zwecke die
in Figur 23
skizzirte Pumpe entworfen. Bei derselben befindet sich
das aus schmiedeisernen Gasröhren zusammengeschraubte Steigrohr N genau in der Mitte des Bohrloches und erreicht nahezu
die Bohrlochssohle. Anstatt der Gasröhren kann man auch mit Ausnahme des obersten
und untersten Rohres zusammengeschraubte Guttaperchaschläuche benützen. Das
Steigrohr ist am unteren Ende offen und hat außer dieser Oeffnung in geringer
Entfernung von derselben einige ausgebohrte Löcher. Unweit ober diesen Löchern sitzt
im Inneren des Rohres ein Ventil V' ein zweites
(Reserve-) Ventil V, welches sich sowie jenes nach oben öffnet,
ist zwischen das erste und zweite Rohr in den gemeinschaftlichen Muff M eingeschraubt. Das oberste erste Rohr ist cylindrisch
abgedreht und endigt in einen Tförmigen Muff Z mit zwei durch die Kappen K verschließbaren Ausgußröhren R, welche durch
die sie umfassenden Halter U gestützt werden. Ueber dem
genau cylindrisch abgedrehten Steigrohrende bewegt sich auf und nieder ein Kolben
P, welcher innerhalb eines Cylinders I spielt, dessen obere Flansche mit dem Kranz C der Bohrröhre B durch
Schrauben verbunden wird. Am unteren Theile des Cylinders halten mehrere Stege L den concentrischen Muff Q,
durch welchen das Steigrohr nochmals gestützt, zugleich beständig im Mittelpunkte
des Bohrloches gehalten wird. Das Mundloch des Bohrloches und des Cylinders I durch einen Deckel T
luftdicht zu verschließen, ist zwar nicht unbedingt erforderlich, aber in vielen
Fällen angezeigt und leicht dadurch zu bewerkstelligen, daß man den Deckel T durch dieselben Schrauben, welche die Flanschen der
Bohrröhre und des Cylinders I verbinden, befestigt und
ihn mit einer Stopfbüchse für den Kolben P versieht.
Die Wirkungsart dieser Pumpe erhellt aus ihrer einfachen Einrichtung von selbst. Ist
nämlich das Bohrloch voll Wasser und drückt auf dessen Oberfläche beim Niedergange
des Kolbens P eine hinlängliche Kraft, so heben sich die
Ventile V', V und gestatten
dem Wasser den Durchgang, in Folge dessen den Ausfluß aus dem Steigrohre durch die
Ausflußöffnungen R, von denen man die eine durch die
Kappe K verschließt, sobald kein bedeutender Gasdruck
vorhanden sein sollte. Beim Aufgange des Kolbens schließen sich sofort beide
Ventile, wogegen die Flüssigkeiten und Gase den Kolben mit großer Heftigkeit
nachziehen. Selbstverständlich sammeln sich die aufgestiegenen Gase dem Kolben
zunächst, bilden eine mit jedem Spiele größer werdende Schicht, und da sie selbst
stets vermehrt werden, ohne Gelegenheit zu finden, um entweichen zu können, der
Rückweg ihnen ebenfalls abgeschlossen ist, so treiben sie im tiefern Räume des
Bohrloches befindliche Flüssigkeiten: Wasser, Bergöl, auch die diese Flüssigkeiten
verunreinigenden Gemengtheile, (als Schlamm, Salz, Erdwachs, Sand u.s.w.) vor sich
durch das Steigrohr, um schließlich selbst entfliehen zu können. Dieser Vorgang
wiederholt sich so lange, bis endlich nur Gase gepumpt werden.
Diese Pumpe wirkt mithin durch Zusammendrückung der aus dem Erdinnern ausströmenden
Gase, die man nöthigenfalls (bei Salzbohrlöchern) durch zugeleiteten Dampf oder
einströmende Luft ersetzen kann, ohne die Einrichtung der Pumpe wesentlich verändern
zu müssen.
Bei großem Querschnitte des Steigrohres und geringem Gasdrucke dürfte es rathsam
sein, im oberen Steigrohre selbst noch einen Saugkolben anzubringen. Für die
Bohrlöcher in der Bergölzone Galiziens jedoch ist der natürliche unterirdische
Gasdruck ausreichend.Das folgende aus der Wirklichkeit gegriffene Ergebniß neuesten Datums reiht
sich an das S. 475 angeführte Beispiel und bildet einen Beleg für die
Anwendbarkeit der von mir vorgeschlagenen Pumpen.Im Frühjahre 1874 wurde in einem zum Bergwerke des Grafen Starszenski und Cons.
in Dukla gehörigen Schachte Nr. 1 in Tangowiska bei Dukla aus dem Grunde
eine Wasser-Absperrung vorgenommen, weil sich eine Vermehrung der
Oelspuren und Gase beim Bohren bemerkbar machte. Die Schachttiefe beträgt
290 Meter, der Bohrlochsdurchmesser 60 Millim. nach der letzten Verröhrung.
Die unterste Verrohrung des Bohrloches beträgt ungefähr 80 Millim., die
Entfernung der einzölligen (26 Millim.) Pumpenrohre von der Bohrlochssohle
50 Meter.Sobald der mit Leinsamen gefüllte Ledersack die unterste Verröhrung im losen
Zustande abschloß, war man kaum im Stande, die Pumpe in das Bohrloch
einzuhängen, denn schon begannen die Gase zu wirken und verhinderten das
Anschrauben mehrerer Pumpenrohre. Die Gase schleuderten um so mehr Wasser
und Bergöl aus, je mehr der Ledersack aufzuschwellen begann, also je dichter
der Abschluß zu werden anfing. Dieser Springbrunnen spielte so lange
hindurch (mehrere Tage), als der Ledersack dem immensen Druck zu widerstehen
vermochte. Gepumpt wurde gar nicht, und welche Wirkung hätte sich ergeben,
wenn zu der Expansion noch die Compression der Gase hinzugetreten wäre!