Boormethoden voor Tube Wells en zijn selectie

Lees dit artikel om meer te weten te komen over de boren en de selectie ervan.

Boormethoden voor Tube Wells:

1. Percussie-boormethode:

Deze methode is geschikt voor de zachte en gespleten rotsformaties. In zuiver bodemformaties geeft deze methode een zeer hoge werksnelheid. Deze methode bestaat uit het breken en verpulveren van het ondergrondmateriaal door middel van een reeks herhaalde slagen met een snijder van hard metaal. Het verpulverde materiaal vermengt zich met water en wordt vervolgens verwijderd. Soms wordt deze methode ook kabelgereedschapsmethode genoemd. Saai kan handmatig of mechanisch worden gedaan. Boringen zo groot als 30 cm in diameter en meer dan 200 tot 300 m diep kunnen heel gemakkelijk worden geboord die voldoen aan de normale vereisten.

De slagen worden gegeven door middel van een plunjer. De plunjer bestaat uit een holle metalen buis. Een snijder wordt bevestigd aan het onderste uiteinde van de plunjer door klinken of lassen. Een kogelkraan van staal is ook aangebracht aan de onderzijde van de plunjer. De klep is zodanig dat een slurry van verpulverd bodemmateriaal in water de plunjer kan binnendringen.

Zodra de suspensie de plunjer binnentreedt, sluit de klep en wordt voorkomen dat de suspensie naar buiten komt. Dus heeft de klep slechts eenrichtingsactie. Soms kan ook een klepklep in de plunjer zijn voorzien. Het beoogde doel is exact hetzelfde als dat van een kogelkraan. Figuur 18.4 toont een klepafsluiter. Aldus vervult de plunjer ook de functie van een sludger en een hoosvat.

De plunjer kan op twee manieren worden neergelaten en omhoog gebracht:

ik. Door touwsysteem, en

ii. Door staafsysteem.

In touwsysteem is het bovenste uiteinde van de plunjer bevestigd aan een touw. Het touw loopt over een katrol. De plunjer wordt opgetild en plotseling losgelaten om een ​​slag te geven. Het stangenstelsel is in principe vergelijkbaar met het kabelsysteem. Enige verschil is dat de stang het touw vervangt en bijgevolg worden ook de machines voor het bedienen van de stangen veranderd. Het nadeel van het stangenstelsel is, dat tijd wordt verspild bij het vergroten of verkleinen van de staaflengte. De staaflengte kan worden verhoogd of verlaagd door kleine staaflengtes te schroeven of los te schroeven.

De daadwerkelijke boring procedure door handmatige percussie methode is zoals hieronder beschreven:

Er wordt een kuil gegraven op de plaats waar de buisput moet worden gezonken. De mantelbuis met een cutterschoen wordt in de put gestoken. Een platform wordt op de mantelpijp geklemd. Het platform wordt beladen met lokaal beschikbaar materiaal gevuld met jutezakken.

Over de omhullingspijp wordt een statief geplaatst en een katrol wordt centraal daarop bevestigd. Een touw loopt over de katrol. Het ene uiteinde van het touw is bevestigd aan de plunjer. De diameter van de plunjer is iets minder dan de behuizingpijp (zeg 6 centimeter). De opstelling is duidelijk uit figuur 18.5.

Voordat met het echte boren wordt begonnen, wordt er wat water in het gat gegoten. Terwijl de zuiger tijdens elke slag slagen blaast, komt de zuiger in de plunjer. Slagen worden herhaaldelijk gegeven totdat de plunjer vol is met slurry. De plunjer wordt vervolgens verwijderd en de suspensie wordt verwijderd door de plunjer ondersteboven te draaien. De plunjer wordt opnieuw neergelaten en het proces wordt herhaald. Zodoende blijft de mantelpijp zinken. Wanneer de lengte van de huispijp voldoende onder het grondniveau komt, kan er extra pijp aan de bovenkant van de eerste buis worden bevestigd. Om de percussie van de werksnelheid van de machine te vergroten, wordt gebruikt.

Het materiaal dat naar buiten komt, wordt zorgvuldig geïnspecteerd en er wordt een verslag voorbereid, dit wordt logboekregistratie genoemd. Uit de putlogpositie van watervoerende lagen kan correct worden berekend. Wanneer de buizenputbuis een vooraf bepaalde diepte bereikt, wordt het platform verwijderd en wordt een pijp met zeven op de bepaalde niveaus van watervoerende lagen in het gat neergelaten. Na het op de gewenste diepte te hebben neergelaten, wordt de zeefleiding vastgeklemd. Het geeft steun en voorkomt dat het in de bodem van het gat valt. Vervolgens wordt het omhullen gestart. In het begin wordt ongeveer 60 cm lengte van de omhulling gedaan. Vervolgens wordt de buisbehuizing langzaam 30 cm verwijderd.

Dan wordt opnieuw een afscherming van 30 cm uitgevoerd en wordt het pijphuis opnieuw ongeveer 30 cm opgetild. Aldus wordt het omhullen en het terugtrekken van de buis langzaam, achtereenvolgens en in kleine liften van ongeveer 30 cm uitgevoerd totdat de gehele buisbehuizing is teruggetrokken. De hoeveelheid materiaal die nodig is voor het omhullen per 30 cm lengte kan van tevoren nauwkeurig worden berekend. Het zal natuurlijk afhangen van de dikte van het grindpakket. Normaal varieert de dikte van het grindpakket tussen 7, 5 cm en 25 cm. De dikte van het grintpakket moet zodanig zijn dat zelfs de kleinste deeltjes niet kunnen bewegen.

Machine Percussie of Kabel Tool Methode:

De machine die wordt gebruikt voor het boren van buizen wordt een boorinstallatie genoemd. De rig voor kabelgereedschapmethode is een op een vrachtwagen gemonteerd geheel dat rekening houdt met mobiliteit en bestaat uit een mast, een uit meerdere lijnen bestaande takel, een looplicht en een motor. Figuur 18.6 toont het samenstel. De reeks gereedschappen omvat boorbeitels, boorstangen, boorpotten die dienen als verbindingsschakels en touwen voor het verbinden van de boorlijn. Figuur 18.7 toont componenten van boorgereedschap. Het totale gewicht van het gereedschap varieert van 100 tot 2000 kg. omdat verschillende soorten bits nodig zijn voor verschillende rotsformaties. De lengte van de boor varieert van 1 tot 3 m, terwijl de boorsteel 2 tot 10 m lang is.

De werking is in principe vergelijkbaar met de handmatige methode. De bit kabelboor fungeert als een breker voor het boren in geconsolideerde stenen. Het boren wordt uitgevoerd door herhaalde slagen van het boorgereedschap, die in één minuut ongeveer 40 tot 60 slagen maken. De boorlijn wordt geroteerd zodat een rond gat wordt geboord. Net als bij de handmatige methode wordt water aan de boring toegevoegd om de suspensie te vormen als deze niet aanwezig is in de ondergrondse formatie. Nadat de boring met 1, 25 tot 1, 5 m is geboord, wordt het boorgereedschap verwijderd en wordt de slurry uit het gat gehaald met behulp van een zandpomp of een buffervijzel.

De hoosvat heeft eenwegklep die het mogelijk maakt dat de brij de hoosvat binnengaat maar niet toestaat te ontsnappen. Nadat de hoosvat is gevuld, wordt hij opgeheven en geleegd aan de oppervlakte. De lengte van de hoosvat varieert ook van 3 tot 12 m. In ongeconsolideerde formaties wordt de putbehuizing ingebracht en tegelijkertijd tot de volledige diepte verzonken om instorting van het materiaal te voorkomen. De snelheid van het boren hangt af van het type ondergrondse formatie waar het om gaat, de diameter van de put en de diepte van het gat in hoofdzaak. In vaste kristallijne rotsformaties kan de boorsnelheid zo laag zijn als 2 tot 3 m per dag.

De boorsnelheid in los stromende fijne zandformaties is even laag omdat het gat wordt opgevuld zodra het materiaal wordt uitgevangen. Om de instroom van zand te controleren, kan het gat met water worden opgevuld. Boren in ongeconsolideerde formatie met bouldere is vrij moeilijk omdat de rotsblokken niet alleen het gat afbuigen, maar ook moeilijk te boren zijn en het wegzakken van de putbehuizing voorkomen. In zachte formaties zoals zandsteen of zanderige klei kan de boorsnelheid zo hoog zijn als 20 tot 30 m per dag. De boring wordt zorgvuldig vastgelegd om de positie van verschillende soorten formaties vast te stellen.

2. Roterende boormethode:

Hydraulische roterende boormethode:

Deze methode wordt over het algemeen roterende boormethode genoemd. Deze methode kan met succes worden gebruikt voor zowel rock als ongeconsolideerde formatie. De methode wordt daarom gebruikt voor zowel waterput- als olieboringen. Olieputten zijn over het algemeen erg diep en deze methode is daar goed geschikt voor, omdat in tegenstelling tot andere methoden de boorsnelheid niet afhankelijk is van de diepte van het gat.

Bij deze werkwijze wordt het boren gedaan door middel van roterende bits bevestigd aan het onderste uiteinde van de hallow stalen buis. De stalen buis is bevestigd aan een vierkant gedeelte van een stalen staaf aan de bovenkant, die kelly wordt genoemd. Kelly past op een roterende tafel aan de oppervlakte. De roterende tafel wordt geroteerd door vermogen. De poedervormige rots en stekken worden verwijderd door continue circulatie van boorvloeistof.

De hydraulische boormachine bestaat uit een boortoren of mast, een roterende tafel, een pomp voor het injecteren van boorsuspensie, een hijstoestel en een motor. De boorpijpen zijn naadloze stalen buizen die algemeen verkrijgbaar zijn in lengtes van 6 m. De uitwendige diameter van de pijpen varieert van 6 tot 12 cm.

Over het algemeen wordt een geschikte buismaat gebruikt, omdat voor boorputten grote hoeveelheden boorspoeling in omloop zijn. De boorbeitels die zijn bevestigd aan het ondereinde van de boorpijp zijn voorzien van korte mondstukken om de stralen van boorfluïdum langs de vlakken van de bladen van een boorbeitel te richten. Figuur 18.8 toont een schematische weergave van een rotatieboormethode.

De roterende tafel waarin de hoed past, draait de boor dicht. De boorkop snijdt door de formatie en naarmate het gat verdiept, glijdt de boorstang naar beneden. In dit stadium wordt de hoed losgemaakt en omhoog getrokken om een ​​nieuwe lengte pijp te bevestigen. De boorvloeistof of bentoniet (klei) slurrie wordt door de boorpijp naar beneden gepompt en naar buiten door de mondstukken in de boorbeitel. De modder stijgt vervolgens naar het oppervlak door de ringvormige ruimte tussen de boorpijp en de boring en verwijdert de rotsfragmenten en stekken ermee.

De boorvloeistof voert de volgende functies uit:

(i) Het ondersteunt de wanden van de boring en voorkomt speling.

(ii) Het verwijdert boorgruis uit het boorgat.

(iii) Het controleert de toevoer van grondwater naar de bron tijdens het boren.

(iv) Het koelt het bit en smeert de boorsteel.

(v) Het voorkomt dat de stekken zich op de bodem van de boring nestelen.

(vi) Het verzacht de ondergrondse formatie en versnelt het boren.

Aangezien het waarschijnlijk is dat de boorspoeling lage druk waterhoudende formaties kan afdichten, is het noodzakelijk om de hoeveelheid slib in het water te regelen. Zodra de boorvloeistof naar de oppervlakte komt, wordt het in een bezinkput genomen waar rotsfragmenten bezinken. De gereinigde vloeistof wordt opnieuw door het gat gecirculeerd.

Naarmate het saaie vordert, is gedetailleerd loggen van de onderzeese formaties die zijn uitgevoerd voltooid. Nadat de put op de vereiste diepte is geboord, wordt een putpijp met zeef en blinde lengten van bepaalde afmetingen neergelaten. Omdat de boorwanden gecoat zijn met colloïdaal mengsel van bentoniet, wordt het noodzakelijk om de wanden te wassen.

Het wordt terugspoelen genoemd. Voor achterwaarts wassende boorpijpen met een kraag van de afmeting van de putpijp bevestigd boven de boorbeitel wordt opnieuw ingebracht. De pomp dwingt het water dat calgon bevat (natriumhexa-metafosfaat) door de boorpijp.

Het water stroomt door de zeven en de calgon verspreidt de kleicolloïden die op de boormuren zijn afgezet. Om de efficiëntie van back-wash te vergroten, wordt de boorpijp op en neer bewogen om een ​​stijgende beweging te creëren. De boorsnelheid volgens deze methode hangt af van het type ondergrondse formatie dat is doorgedrongen en het type booruitrusting dat wordt gebruikt. In tegenstelling tot de kabelgereedschapsmethode, hangt de boorsnelheid volgens de hydraulische rotatiemethode niet af van de diepte van het gat.

Het boorritme in geconsolideerde rotsformaties kan variëren van 10 tot 15 m per dag, terwijl het in niet-geconsolideerde formaties kan oplopen tot 100 tot 150 m per dag.

De belangrijkste voordelen van de hydraulische rotatiemethode zijn de volgende:

(i) Het boren kan continu doorgaan.

(ii) De boorsnelheden zijn vrij hoog.

(iii) Behuizingspijp is niet vereist. De modder vormt een kleiafdichting op de boormuur en voorkomt speling.

(iv) Wanneer de boring niet succesvol blijkt te zijn, kan deze meteen worden afgestaan ​​omdat het verwijderen van de mantelpijp enz. niet van belang is.

Omgekeerde roterende boormethode:

Deze methode wordt omgekeerde rotatiemethode genoemd omdat de stroom boorfluïdum is omgekeerd in vergelijking met de (hydraulische) boorkottermethode. De boorinstallatie die wordt gebruikt voor de omgekeerde rotatiemethode is vergelijkbaar met die voor roterend kotteren. Er zijn echter twee variaties. De eerste is dat de boorpijp een grotere diameter heeft (zeg 15 cm) en ten tweede wordt die speciale pomp met grote capaciteit en rotoren met open mes gebruikt. Met de pomp kan grind worden afgevoerd. De boorpijp met grote diameter maakt het mogelijk om grote stenen met een diameter van 12 cm naar de oppervlakte te brengen.

Als boorvloeistof wordt meestal alleen water gebruikt. Het beweegt in het boorgat door de ringvormige ruimte tussen de boorpijp en de wanden van de boring. Het water pakt de stekken op en het mengsel wordt omhoog gezogen door de pomp door de boorpijp. Vanwege de zuigkracht heeft de stijgende vloeistof een hoge snelheid en deze tilt grote deeltjes op. Schematisch diagram van de methode wordt getoond in Fig. 18.9.

Aan de oppervlakte wordt het mengsel afgevoerd naar een bezinkput. Het water pakt fijne deeltjes op uit de ondergrondse formaties en het is niet nodig om hentoniet of andere modder aan het water toe te voegen. Het niveau van het boorfluïdum in de ringvormige ruimte moet op het grondoppervlak worden gehouden om te voorkomen dat het gat in het gat binnendringt. Door deze methode is het mogelijk om putten van grote diameter te boren, zeg tot 150 cm. Dit is de goedkoopste methode voor het boren van putten met grote diameter in zachte, ongeconsolideerde formaties gemaakt van zand, slib of zachte klei.

Selectie van boortechniek:

Een keuze voor een specifieke boormethode hangt af van:

ik. Doel van de put;

ii. Hoeveelheid ontlading vereist;

iii. Diepte van de watertafel

iv. Type ondergrondse formatie; en

v. Type beschikbare apparatuur.

Ondiepe putten met een kleine diameter kunnen in ongeconsolideerde formatie worden geboord door een met de hand bediend vijzel.

Putten met kleine capaciteit in ongeconsolideerde formaties kunnen worden geboord door zelfspuiten met een boorpuntmethode of een waterstraalboringmethode.

Alle diepe buisputten worden geconstrueerd door te boren. Roterende methoden zijn over het algemeen beter voor geologisch onderzoek, terwijl kabelgereedschappen of percussiemethoden superieur zijn voor onderzoek naar waterkwaliteit.