Entwicklung von Röhrenbohrungen: Definition und Methoden
Lesen Sie diesen Artikel, um mehr über die Definition und Methoden der Entwicklung von Röhrchen zu erfahren.
Definition und Bedarf:
Ein Rohrschacht ist unmittelbar nach dem Bau nicht vollständig einsatzbereit. Der nächste wichtige Schritt besteht darin, das gebohrte Rohr gut zu entwickeln. Das Röhrchen kann erst nach ordnungsgemäßer Entwicklung erfolgreich funktionieren. Dies ist der Prozess, bei dem die feineren Partikel aus dem Sieb entfernt werden, um die Permeabilität der Formation zu erhöhen, durch die sich Wasser zum Brunnen hin bewegt.
Die Entwicklung dient folgenden Funktionen:
ich. Dadurch wird die durch den Schlamm verstopfte Wasserlagerung während des Bohrvorgangs entfernt.
ii. Es bewirkt, dass sich das Kiespaket und die umgebende Formation absetzen und sich gegen das Sieb verdichten, wodurch die Gefäßstruktur stabil ist.
iii. Es dient dazu, die Überbrückung von Sandkörnern über die Sieböffnungen und in die umgebende Kiespackung und Grundwasserleiterformation abzubauen und macht die Bohrung effizient.
iv. Es hilft dabei, sandfreies Wasser zu erhalten, indem es die Sandformation rund um das Sieb stabilisiert.
v. Es hilft, Kopfverluste in der Nähe des Bildschirms zu reduzieren.
vi. Es bringt den Brunnen zu seiner maximalen Kapazität, die bei minimalem Tiefstand maximal verfügbar ist.
vii. Es gibt ein Maß für die verfügbare Wasserversorgung und hilft bei der Bestimmung der erforderlichen Eigenschaften einer zu installierenden Pumpe und eines Aggregats.
viii. Dies erhöht die Lebensdauer des Siebes oder des Filters.
Entwicklungsmethoden:
Wenn die wasserführenden Schichten, in denen die Bohrung gebohrt wird, aus Sand und Kies oder Auen bestehen, wird die Entwicklung dadurch erreicht, dass feinere Partikel aus der Umgebung der Rohrbohrung entfernt werden.
Die folgenden Methoden werden üblicherweise für die Entwicklung einer Rohrbohrung eingesetzt:
1. Entwicklung durch Pumpen
2. Entwicklung durch Druckluft
3. Entwicklung durch Wellen
4. Entwicklung durch Rückspülen
5. Entwicklung durch Hochgeschwindigkeitsstrahlen
6. Entwicklung durch Verwendung von Chemikalien.
1. Entwicklung durch Pumpen:
Es ist die einfachste und gebräuchlichste Methode, um feine Partikel zu entfernen. Bei diesem Verfahren wird Wasser letztendlich mit einer Rate aus dem Brunnen gepumpt, die gleich oder höher als der geplante Auslass ist. Es handelt sich also um ein Überpumpen. Es wird eine Pumpe mit variabler Geschwindigkeit und großer Kapazität verwendet. Das Wasser wird anfangs sehr langsam entnommen. Dann wird die Auszahlungsrate stufenweise erhöht. Zwischen den Schritten wird die Abzugsgeschwindigkeit konstant gehalten, bis keine Sandpartikel mehr entfernt werden.
Das Pumpen sollte fortgesetzt werden, bis der maximale Austrag erreicht ist und keine weiteren Sandpartikel abgezogen werden. Die Wasserentnahme wird dann gestoppt und der Wasserstand kann in seine normale Position steigen. Das Verfahren wird erneut wiederholt, bis keine Sandpartikel mehr entfernt werden. In der Anfangsphase des Pumpens werden bei Aufrechterhaltung der Drehzahl hochfeine Partikel mit großer Kraft angesaugt und können die Perforationen im Rohr oder das Filtermedium verstopfen. Dies kann zum Ausfall des Röhrchens führen.
Die Einschränkungen dieser Methode sind folgende:
ich. Sie induziert die Geschwindigkeit nur in radialer Richtung und daher werden die feinen Partikel nur in eine Richtung entfernt. Sie wird teilweise durch intermittierendes Pumpen überwunden, wodurch Wasser im Brunnen bewegt wird.
ii. Es entfernt feine Partikel aus der begrenzten Umgebung des Bildschirms.
iii. Es erfordert Pumpen mit einer größeren Kapazität als herkömmlich verfügbar.
Aufgrund der oben genannten Einschränkungen ist dieses Verfahren für die Entwicklung von Wells mit großer Kapazität nicht sehr effektiv. Für kleine Brunnen ist es jedoch durchaus geeignet und wird häufig verwendet.
2. Entwicklung durch Druckluft:
Die Hauptkomponenten dieser Baugruppe sind ein Luftrohr (Luftleitung) mit kleinerem Durchmesser und ein Fallrohr mit größerem Durchmesser. Das Fallrohr wird auch als Auslassrohr bezeichnet, da die Baugruppe der einer Luftpumpenbaugruppe ähnlich ist. Ein Luftkompressor ist direkt mit einem Lufttank verbunden, der wiederum über ein Schnellöffnungsventil mit der Luftleitung verbunden ist.
Bei diesem Verfahren wird eine Anordnung aus einem Luftrohr mit kleinerem Durchmesser und einem das Luftrohr umgebenden Fall- oder Auslassrohr in das Bohrloch eingeführt, bis es fast den Boden des ersten Filterrohrs erreicht. Das Luftrohr ist so eingestellt, dass sich sein unteres Ende etwa 30 cm über dem unteren Ende des Auslassrohrs befindet. Dies wird als Pumpposition der Luftleitung bezeichnet.
Die Luft wird dann in das Bohrloch gepresst, um mit dem Pumpen zu beginnen. Das Pumpen wird fortgesetzt, bis das gepumpte Wasser frei von Sand ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Lufteintritt durch Schließen des Ventils unterbrochen. Der Tank wird durch Drücken des Kompressors auf vollen Druck gebracht. Mittlerweile ist das Luftrohr so abgesenkt, dass es jetzt um 30 cm unter das untere Ende des Auslassrohrs austritt.
Dies kann als Rückspülposition der Luftleitung bezeichnet werden. Jetzt wird das Ventil schnell geöffnet, um das plötzliche Einströmen von Druckluft in das Bohrloch zu ermöglichen. Aufgrund des heftigen Luftstoßes wird ein Wasserstoß erzeugt. Es drückt das Brunnenwasser durch den Bildschirm in den Aquifer. Der Schwall bewegt den Grundwasserleiter und löst die feinen Sandpartikel aus.
Die Luftleitung wird wieder innerhalb der Auslassleitung angehoben, dh in eine Pumpposition. Wenn das Pumpen beginnt, wird die Strömungsrichtung umgekehrt und Wasser tritt nun durch den Boden in das Bohrloch ein. Das eindringende Wasser bringt feine Sandpartikel mit sich. Der Prozess des abwechselnden Pumpens und Pumpens mit dem Lufttransport wird fortgesetzt, bis der Aquifer vollständig entwickelt ist und der Sandfluss gestoppt ist. Auf diese Weise wird ein voller Aquifer entwickelt, der jeweils 1 bis 2 m Bildschirmlänge einnimmt.
3. Entwicklung durch Surging:
Ein Druckstoß wird durch die Hin- und Herbewegung eines Kolbens im Bohrloch gebildet. Das Wasser bewegt sich abwechselnd in den Boden und tritt beim Abwärts- bzw. Rückwärtshub aus dem Brunnen aus. Die Geschwindigkeit des Kolbens wird langsam erhöht. Der Kolben wird in dem Mantelrohr betrieben, das oberhalb des gesiebten Abschnitts der Wanne vorgesehen ist. Durch die wiederholte Anwendung von Stoßkraft werden die feinen Partikel in die Vertiefung gezogen, wobei gröbere Partikel im Aquifer intakt bleiben.
Manchmal wird zur Erhöhung der Entwicklungsleistung ein Dispersionsmittel wie Calgon (Natriumhexametaphosphat) zu Brunnenwasser gegeben. Abwechselndes Aufstoßen und Abspringen wird fortgesetzt, um Sand aus dem Aquifer zu ziehen und dieses Wasser aus dem Brunnen zu entfernen bzw. bis kein Sand in den Brunnen gezogen wird.
4. Entwicklung durch Rückspülen:
Wie der Name vermuten lässt, handelt es sich um einen Prozess, bei dem das Wasser aus dem Brunnen durch das Sieb in die Grundwasserleiterformation fließt. Die Rückspülung bewirkt eine Bewegung der Formation und bricht die Überbrückung von Sandpartikeln. Rückspülen hilft somit bei der effektiven Entfernung feiner Partikel. Es können verschiedene Methoden verwendet werden, um ein Rückspülen zu erzeugen oder einen Rückfluss zu verursachen.
Hauptmethoden sind die folgenden:
(a) Intermittierendes Pumpverfahren:
Wenn das Pumpen intermittierend gestartet und gestoppt wird, führt dies zu schnellen Änderungen in der Druckhöhe im Bohrloch. Wenn das Pumpen plötzlich gestoppt wird, fällt die Wassersäule im Brunnen ab und verursacht einen umgekehrten Fluss. Der Vorgang wird wiederholt, bis die Entwicklung abgeschlossen ist, was durch Sandpumpen festgestellt werden kann.
(c) Rückspülung mit Bailer:
Bei diesem Verfahren wird Wasser so schnell wie möglich in den Brunnen eingespeist und dann mit Sandpumpe oder Bailer aus dem Wasser geholt. Die Wasserbewegung bewegt die Formation um den Brunnen herum. Schnellere Zuführ- und Bailing-Geschwindigkeiten sorgen für eine effektive Bewegung bzw. kräftiges Absaugen von feinem Material. Aufgestautes Wasser kann wiederverwendet werden, nachdem der Sand sich in einem Absetzbecken angesiedelt hat.
(c) Rückspülen mit Luftdruck:
Das Prinzip ist ähnlich dem Prinzip der Druckluftentwicklung mit einigen Modifikationen. Bei diesem Verfahren gibt es neben der Luftrohr- und Auslassrohranordnung noch ein kleines Luftrohr. Die Luftrohr- und Auslassrohranordnung dient dem Zweck der Luftheberpumpe, während das kleine Luftrohr die Luft in den abgedichteten Schacht komprimiert, um einen umgekehrten Fluss zu erzeugen. Bei diesem Verfahren wird der Schacht nach dem Einsetzen der Anordnung von Luft- und Auslassrohren und eines weiteren kleinen Luftrohrs oben abgedichtet. Die Druckluft wird über ein Dreiwegeventil beiden Rohrleitungen zugeführt.
Die Luftpumpe arbeitet wie üblich zum Abpumpen des Wassers. Wenn klares Wasser aus dem Brunnen kommt, wird das Pumpen gestoppt, indem die Luftzufuhr unterbrochen wird. Wenn sich der Wasserstand wieder auf einem statischen Niveau befindet, wird die Luftzufuhr durch ein kleineres einzelnes Luftrohr umgeleitet.
In den Schacht eingelassene Druckluft bewirkt einen Rückstrom durch das Sieb in die Formation. Die Rückspülung bewegt sich und löst die Sandpartikel in der Formation aus. Wenn der Wasserstand im Brunnen untergeht und Luft durch die Auslassleitung entweicht, wird das Luftventil gedreht, um die Luftpumpenbaugruppe zu aktivieren.
Das Pumpen startet und Sand und Wasser werden abgepumpt. Der Vorgang wird wiederholt, bis die Bohrung gründlich entwickelt ist. Manchmal wird Dispergiermittel verwendet, um den Prozess zu beschleunigen. Es kann gesehen werden, dass, obwohl Rückspülung wesentlich ist, es die Bohrung allein nicht effektiv entwickeln kann, wenn sie nicht mit Aufblasen, Abspritzen oder Pumpen kombiniert wird.
5. Entwicklung durch Hochgeschwindigkeitsstrahlen
Es ist eine der effektivsten Entwicklungsmethoden. Bei diesem Verfahren werden Hochgeschwindigkeitsstrahlen, die durch das Strahlwerkzeug freigesetzt werden, durch das Sieb geführt, und die Formation hinter dem Sieb wird bewegt. Es löst die feinen Partikel, die durch Pumpen oder Abspritzen des Brunnenwassers aus dem Brunnen entfernt werden können. Abbildung 18.10 verdeutlicht die Vorgehensweise.
Diese Methode hat folgende Vorteile:
ich. Die Energie konzentriert sich auf eine kleine Fläche und ist daher effektiver.
ii. Jeder Teil des Bildschirms kann selektiv und vollständig abgedeckt werden.
iii. Das Verfahren ist einfach und erfordert keine aufwendige Anordnung oder spezielle Ausrüstung.
iv. Es gibt kaum eine Chance für eine Überentwicklung durch diese Methode.
6. Entwicklung unter Verwendung von Chemikalien:
Dem Wasser, das zum Rückspülen oder Ausstoßen verwendet wird, werden oft Dispergiermittel zugesetzt. Die Dispergiermittel wirken der Eigenschaft von Ton entgegen, an Sandpartikeln zu haften. Die üblichen Dispersionsmittel, die ziemlich wirksam sind, sind verschiedene Polyphosphate wie Tetranatriumpyrophosphat. Natriumtripolyphosphat, Natriumhexametaphosphat (Calgon) und Natriumdephtaphosphat. Sobald das Dispergiermittel die kolloidalen Eigenschaften des Tons neutralisiert, kann es leicht entfernt werden, indem man es bläst und zurückspült.
In letzter Zeit werden zwei Chemikalien, nämlich Salzsäure und festes Kohlendioxid (auch Trockeneis genannt) für die Entwicklung von Bohrlöchern verwendet. In die zu entwickelnde Vertiefung wird Salzsäure gegeben und die Vertiefung oben verschlossen. Ein Rückspülen wird erzeugt, indem Druckluft in das Bohrloch gedrückt wird.
Als Ergebnis tritt Salzsäuremischwasser um das Sieb herum auf. Die obere Dichtung wird jetzt entfernt und Trockeneis oder festes Kohlendioxid wird in die Vertiefung fallen gelassen. Die Sublimation findet statt und dabei wird Kohlendioxid freigesetzt. Dadurch wird im Brunnen ein hoher Druck aufgebaut. Wenn der Druck abgelassen wird, wird schlammiges Wasser hochgedrückt und in Form eines Strahls aus dem Brunnen geworfen. Damit ist die Entwicklung zu gut gelungen.
Diese Methode wird auch zum Entfernen von Inkrustationen und Korrosion der Schachtsiebe verwendet. Wenn ein Bohrloch in einer Sedimentgesteinsformation gebohrt wird, erfolgt die Entwicklung durch teilweises Lösen des Zementmaterials. Dadurch bilden sich um das Bohrloch größere Hohlräume und Öffnungen. Wenn eine Röhre gut in die Felsformation eindringt, erfolgt die Entwicklung durch Brechen der umgebenden Felsformation, um zusätzliche Öffnungen zu schaffen. Dann gelangt mehr Wasser durch die gebrochene Gesteinsformation in den Brunnen.
