lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Jätteborr upptäckte okänd vulkan

Den nya borrmaskinen startade sitt arbete i Revinge.
Leif Bjelm visar borrkronan.
Jan-Erik Rosberg med kärnfångaren som tar upp bergprover.
Hjärntrusten samlas för att lösa ett trubbel på djup nivå.

Ute på den platta slätten vid Revinge står en stor gul rigg uppställd. Det är en ny borrmaskin med vetenskapliga ambitioner som redan vid de pågående testborrningarna har upptäckt en helt okänd skånsk vulkan!

Som LTH-nytt tidigare berättat är det Leif Bjelm och Avdelningen för teknisk geologi som fått anslag från Vetenskapsrådet och ett nationellt uppdrag att utveckla teknik för vetenskapliga undersökningar av undergrunden.

– Riggen är den enda i sitt slag i norra Europa, påpekar Leif och Jan-Erik Rosberg när vi träffar dem en kylig och mulen oktoberförmiddag på slät�ten bakom regementet i Revinge.
Det speciella med borren är bland annat att den kan borra så djupt som 2,5 kilometer. Det gör det möjligt att tränga djupt ner i frågor som hur bergskedjor egentligen uppstår, något som kan bli borrens första uppgift i Åre nästa sommar under ledning från Uppsala universitet och under medverkan från 18 länder!

– Gruvorna kommer också att bli väldigt djupa i framtiden. Nu kan man prospektera för dubbelt så djupa gruvor som vi har idag, säger Leif Bjelm.

En annan finess med borren är att den är snabb och billig att använda genom att den har en mindre diameter än vanligt. Den gör det också möjligt att på ett smidigt sätt ta ut materialprover genom borröret utan att ta bort detta. Vid borrplatsen produceras tre meter långa prover i rask takt, vilka Lundageologerna kommer ut och kastar sig över.

– Revingesänkan är okänd mark för dem och vi har redan hittat vulkanisk tuff, som var helt okänt för dem, både till platsen och tidsepoken, den fanns vid gränsen mellan Krita och Jura för cirka 150 miljoner år sedan.

Borrriggen hade när vi kom på besök nått ner till 278 meters djup och låda 33 bland proverna. Där nere hade tyvärr ett missöde inträffat som gjorde att man hade svårigheter att fira upp det senaste provet. Men utmaningar är till för att övervinnas – och lära sig av. I det här fallet var det Johan Kullenberg, borringenjör från teknisk geologi, som lärde sig sköta maskinen av sakkunnigt folk från allra nordligaste Sverige och en borrare från Skånska Energi.

Däruppe borrar man dock mest i urberg och Stellan Larsson var konfunderad över den skånska berggrunden som är lös och plastisk även flera hundra meter under markytan.

– Trodde inte vi hade så dåliga berg i Sverige, sa han.

När den här maskintypen användes i ett geotermiprojekt i Nevada var kostnaden bara en fjärdedel av den med en konventionell, stor borrigg.

I Revinge går borren lätt genom sandsten och lerskiffer, som delvis fortfarande är mjuk. Först kring 400 meter ner väntas den möta urberget.

– Vårt bidrag är att utveckla tekniken för borrning och kärntagning, inte att studera geologin, förklarar professor Leif Bjelm.

Sedan januari 2010 har Lunds universitet ett nationellt uppdrag från Vetenskapsrådet att designa, upphandla och sätta igång borrprojektet. Nu är man framme i skarpt läge. Teknisk geologi vid LTH är ensamma om den här kompetensen i Högskole-Europa.

De tester som görs nu är även för att undersöka om borren håller vad Atlas Copco har lovat. Hittills ser mesta bra ut och geologerna lovordar borrens hastighet, smidighet och precision samt även en sådan sak som dess tysta motor, vilket betyder mycket för arbetsmiljön. Även säkerheten är högt utvecklad.

Borren färdas genom berget med cirka 20 centimeter per minut. Efter sådär en halvtimme blir det dags att koppla på ett nytt rör i övre änden.

För att registrera allt som borren är med om behöver dock lektor Jan Erik Rosberg själv utforma en egen datoransluten registrering, något han gjort med tidigare modeller som arbetat med geotermi.

Framtida forskningsuppdrag kan handla om CO2-lagring (aktuellt på Jylland), undersöka grundvatten på djupa nivåer, söka efter liv på djupa nivåer, bedöma risken för jordbävningar,
undersöka meteoritnedslag och leta efter geotermi eller lämplig slutförvaring av kärnbränsle. För LTH-forskarna är det själva borr- och mättekniken som är intressantast.

– Borren är vårt mikroskop, förklarar Leif Bjelm.

TEXT & FOTO: MATS NYGREN

Frågor till underjorden

Forskarna har många frågor att ställa till underjorden:
• Hur långt har vi påverkat grundvattnet med våra föroreningar?
• Vilka är förutsättningarna för kärnavfallslagring på olika ställen?
• Var finns de stora malmkropparna, som behövs nu när det råder visst malmbrist.
• Var finns det geotermisk energi att utvinna?
• Vilka rörelser finns nere i berggrunden? Den sistnämnda frågan kan undersökas med superkänsliga sensorer placerade på stora djup.
Koldioxidlagring är ett annat aktuellt uppdrag för borriggen. Ett område på Jylland ska undersökas för sin eventuella lämplighet. Många förslag har lagts fram, besked om vilka som ska genomföras väntas före jul.

PRESTANDA FAKTA

Borrmaskinen, Christensen CT20, är tillverkad av Atlas Copco och kostade cirka 10 miljoner kronor efter en upphandling från LTH. Den saknar motsvarighet inom forskarvärlden i hela Europa. Bidraget från Vetenskapsrådet var 25,8 miljoner kronor. Resten går till utrustning och tillbehör. Bland annat går det åt massor av rör, som fogas ihop 9 meter i taget.

Maskinen väger 15–20 ton, går på larvfötter, så den kan själv flytta sig på borrplatsen. Den har en sensationellt tystgående dieselmotor på 275 hästkrafter. Chassi och rigg är stabil och genom avancerad mätning kan man undvika att borren drar iväg för mycket i sidled där nere i djupen, vilket skulle ha ökat påfrestningarna och skapat dålig precision.

Provkärnorna som lätt spolas ut ur provtagaren är 48 mm breda och högst 3 meter långa. Diametern på foderrören som förstärker borrhålet är 76 mm. Ett borrhuvud i hårt keramiskt material med diamantinslag utför jobbet med en hastighet av 20–25 meter per minut.

Hanteringen av borrör är ganska enkel och säker men ännu inte helt automatiserad. En teknik som enligt Leif Bjelm är komplicerad men snart etablerad.

Livslängden bedöms till minst 15 år med den lättare användning som en forskningsborr har.

Lundageologerna har också varit med och utformat den verkstadscontainer där de kan arbeta med proverna, förvara utrustning och värma sig över en kopp kaffe. Den har en inbyggd dieseltank, luftkompressor för hydrauliken och kan dras direkt upp på ett lastbilsflak när
den ska flyttas.