Rozwój studni rurowych: definicja i metody

Przeczytaj ten artykuł, aby zapoznać się z definicją i metodami rozwoju studni.

Definicja i potrzeby:

Studnia rurowa nie jest całkowicie gotowa do użycia zaraz po zakończeniu budowy. Następnym ważnym krokiem jest opracowanie dobrze wywierconej rury. Odwiert może skutecznie funkcjonować tylko po prawidłowym zagospodarowaniu. Jest to proces, w którym drobniejsze cząsteczki z ekranu są usuwane w celu zwiększenia przepuszczalności formacji, przez którą woda przesuwa się w kierunku dołka.

Rozwój obsługuje następujące funkcje:

ja. Usuwa formację łożyska wodnego zatkanego przez płuczkę podczas operacji wiercenia.

ii. Powoduje to, że paczka żwirowa i otaczające ją formacje osiadły i zagęściły się na ekranie, dzięki czemu rurka była dobrze stabilna.

iii. Służy ona do rozbijania ziaren piasku przez otwory sitowe i otaczające je paki żwiru oraz tworzenie warstw wodonośnych i sprawia, że ​​jest on wydajny.

iv. Pomaga w uzyskaniu wody bez piasku poprzez stabilizację formacji piasku wokół ekranu.

v. Pomaga w zmniejszeniu strat ciśnienia w pobliżu ekranu.

vi. Zapewnia to odwiert do jego maksymalnej wydajności, co oznacza, że ​​maksymalna wydajność jest dostępna przy minimalnym poborze.

vii. Daje miarę dostępnego zaopatrzenia w wodę i pomaga w określeniu wymaganych charakterystyk pompy i jednostki napędowej do zainstalowania.

viii. Zwiększa żywotność ekranu lub filtra.

Metody rozwoju:

Gdy warstwy nośne, w których wierci się wiertło, składają się z piasku i żwiru lub aluwium, jego rozwój następuje poprzez usunięcie drobniejszych cząstek z obszaru otaczającego studnię.

Poniżej podano metody powszechnie stosowane do opracowania studni:

1. Rozwój poprzez pompowanie

2. Rozwój za pomocą sprężonego powietrza

3. Rozwój przez wzrost

4. Rozwój poprzez płukanie zwrotne

5. Rozwój poprzez natryskiwanie z dużą prędkością

6. Rozwój za pomocą chemikaliów.

1. Rozwój przez pompowanie:

Jest to najprostsza i najczęstsza metoda usuwania drobnych cząstek. W tym sposobie woda jest ostatecznie pompowana z odwiertu z szybkością równą lub wyższą niż wyładowanie projektowe. Jest to przypadek nadmiernego pompowania. Zastosowano pompę o zmiennej prędkości i dużej wydajności. Na początku woda jest wycofywana w bardzo wolnym tempie. Następnie stopa wycofania jest zwiększana stopniowo. Pomiędzy etapami szybkość wycofywania jest utrzymywana na stałym poziomie, dopóki nie zostaną usunięte żadne dalsze cząstki piasku.

Pompowanie powinno być kontynuowane, dopóki nie zostanie osiągnięty maksymalny zrzut i żadne dalsze cząstki piasku nie zostaną usunięte. Pobór wody zostaje zatrzymany, a poziom wody może wznieść się do normalnego położenia. Procedurę ponownie powtarza się, dopóki nie usunie się dalszych cząstek piasku. W początkowych etapach pompowania, jeśli prędkość jest utrzymywana, drobne cząstki zostają zassane z dużą siłą i mogą zatkać perforacje w rurze lub środku filtrującym. Może to spowodować uszkodzenie rurki.

Ograniczenia tej metody są następujące:

ja. Indukuje prędkość tylko w kierunku promieniowym, a zatem drobne cząstki są usuwane tylko w jednym kierunku. Jest częściowo przezwyciężone przez przerywane pompowanie, które miesza wodę w studni.

ii. Usuwa drobne cząstki z ograniczonego obszaru otaczającego ekran.

iii. Wymaga to pomp o większej pojemności niż konwencjonalnie dostępne.

Ze względu na powyższe ograniczenia metoda ta nie okazuje się bardzo skuteczna przy tworzeniu odwiertów o dużej pojemności. W przypadku małych odwiertów jest on jednak odpowiedni i powszechnie stosowany.

2. Rozwój za pomocą sprężonego powietrza:

Głównymi elementami tego zespołu są rura powietrzna (przewód powietrzny) o mniejszej średnicy i rura zrzutowa o większej średnicy. Rurę upustową nazywa się również rurą tłoczną, ponieważ zespół jest podobny do zespołu pompy powietrznej. Sprężarka powietrza jest bezpośrednio podłączona do zbiornika powietrza, który z kolei jest podłączony do przewodu powietrza przez zawór szybkiego otwierania.

W tym sposobie zespół wlotu powietrza o mniejszej średnicy i rurka opadowa lub wylotowa otaczająca rurę powietrzną wprowadza się do odwiertu, aż osiągnie prawie dno pierwszej rury sitowej. Rura powietrza jest tak ustawiona, że ​​jej dolny koniec znajduje się około 30 cm powyżej dolnego końca rury wylotowej. Nazywa się to pozycją pompowania rury powietrznej.

Powietrze jest następnie sprężane do studni w celu rozpoczęcia pompowania. Pompowanie jest kontynuowane, dopóki pompowana woda nie będzie zawierała piasku. W tym momencie wejście powietrza jest odcięte przez zamknięcie zaworu. Zbiornik zostaje doprowadzony do pełnego ciśnienia poprzez utrzymywanie sprężarki. W międzyczasie rura powietrzna jest tak obniżona, że ​​teraz wynurza się poniżej dolnego końca rury odprowadzającej o 30 cm.

Można go nazwać pozycją płukania wstecznego przewodu powietrza. Teraz zawór jest szybko otwierany, aby umożliwić nagłe wtargnięcie sprężonego powietrza do studni. Z powodu silnego przypływu powietrza powstaje fala wody. Zmusza wodę studzienkową do warstwy wodonośnej przez ekran. Strumień bije warstwę wodonośną i usuwa drobne cząstki piasku.

Rura powietrza jest ponownie uniesiona wewnątrz rury tłocznej, tj. Do pozycji pompowania, a gdy rozpoczyna się pompowanie, kierunek przepływu zostaje odwrócony, a teraz woda wpływa do studni przez glebę. Wchodząca woda niesie ze sobą wyparte drobne cząstki piasku. Proces naprzemiennego pompowania i podnoszenia powietrza w powietrzu jest kontynuowany aż do pełnego rozwinięcia warstwy wodonośnej i zatrzymania przepływu piasku. W ten sposób powstaje pełna warstwa wodonośna, zabierająca od 1 do 2 m długości ekranu na raz.

3. Rozwój przez Surging:

Skok jest tworzony przez ruch posuwisto-zwrotny tłoka w studzience. Woda porusza się naprzemiennie w glebie i wychodzi w studni odpowiednio podczas suwu w dół i w tył. Prędkość tłoka powoli wzrasta. Tłok jest uruchamiany w rurze osłonowej znajdującej się nad osłoniętą częścią studzienki. Powtarzające się działanie siły naporu wciąga drobne cząstki do studni, pozostawiając grubsze cząstki w warstwie wodonośnej.

Czasami w celu zwiększenia efektywności rozwoju do wody studziennej dodaje się środek dyspergujący, taki jak calon (heksa-meta-fosforan sodu). Trwa naprzemienne przesuwanie się i wynoszenie piasku z warstwy wodonośnej i usuwanie tej wody z studni, dopóki piasek nie zostanie wciągnięty do studni.

4. Rozwój przez Back-Washing:

Jak sama nazwa wskazuje, jest to proces, w którym woda wpływa do formacji wodonośnej od studni przez ekran. Zmywanie wsteczne powoduje mieszanie się formacji i rozbija mostki cząstek piasku. Zmywanie wsteczne pomaga zatem w skutecznym usuwaniu drobnych cząstek. Różne metody mogą być stosowane do tworzenia płukania zwrotnego lub powodowania przepływu wstecznego.

Główne metody są następujące:

(a) Metoda przerywana pompowania:

Gdy pompowanie jest uruchamiane i zatrzymywane z przerwami, powoduje gwałtowne zmiany ciśnienia w studni. Po zatrzymaniu pompowania nagle kolumna wody w studni opada, powodując przepływ wsteczny. Proces ten jest powtarzany aż do zakończenia rozwoju, co można stwierdzić za pomocą pompowania piasku.

(c) Mycie wsteczne za pomocą wiertła:

W tym sposobie woda jest dostarczana do szybu tak szybko, jak to możliwe, a następnie jest wydmuchiwana za pomocą piaskarki lub piaskarki. Ruch wody miesza się z formacją wokół studni. Szybsze podawanie paszy i porwanie zapewniają efektywne mieszanie i energiczne zasysanie odpowiednio drobnego materiału. Unieważniona woda może być ponownie użyta po umożliwieniu osiadania piasku w osadniku.

(c) Mycie wsteczne powietrzem:

Przyjęta zasada jest podobna do przyjętej dla metody opracowywania sprężonego powietrza z pewnymi modyfikacjami. W tej metodzie oprócz rury powietrza i zespołu rury wylotowej znajduje się jeszcze jedna mała rura powietrza. Rura powietrza i zespół rury tłocznej służy do pompy pneumatycznej, podczas gdy mała rura powietrza kompresuje powietrze do szczelnego odwiertu w celu wytworzenia przepływu wstecznego. W tej metodzie studzienka jest uszczelniona od góry po włożeniu zestawu rur powietrznych i wylotowych oraz innej małej rurki powietrznej. Sprężone powietrze jest doprowadzane do obu rur przez zawór trójdrożny.

Zespół pompy pneumatycznej działa jak zwykle w celu wypompowania wody. Kiedy czysta woda wypływa ze studni, zatrzymuje się pompowanie poprzez odcięcie dopływu powietrza. Kiedy poziom wody odzyskuje poziom statyczny, dopływ powietrza zostaje przekierowany przez mniejszą pojedynczą rurę powietrza.

Sprężone powietrze wpuszczone do studni powoduje przepływ wsteczny przez ekran do formacji. Pranie wsteczne miesza się i przemieszcza cząstki piasku w formacji. Kiedy poziom wody we wgłębieniu spadnie poniżej i powietrze zacznie uciekać przez rurę wylotową, zawór powietrza jest obracany, aby aktywować zespół pompy powietrznej.

Rozpocznie się pompowanie, a piasek i woda zostaną wypompowane. Proces ten powtarza się do czasu dokładnego opracowania studni. Czasami środek dyspergujący stosuje się w celu przyspieszenia procesu. Można zauważyć, że chociaż płukanie zwrotne jest niezbędne, to samo nie może skutecznie go rozwijać, jeśli nie jest połączone z gwałtownym wydatkowaniem, uginaniem lub pompowaniem.

5. Rozwijanie za pomocą wyrzucania z dużą prędkością:

Jest to jedna z najskuteczniejszych metod rozwoju. W tej metodzie strumienie o wysokiej prędkości uwalniane przez narzędzie do natryskiwania przechodzą przez sito, a formacja za ekranem zostaje poruszona. Rozluźnia drobne cząsteczki, które można usunąć ze studni, pompując lub wyłapując wodę studzienną. Na rysunku 18.10 wyjaśniono procedurę.

Ta metoda ma następujące zalety:

ja. Energia jest skoncentrowana na małym obszarze i dlatego jest bardziej skuteczna.

ii. Każda część ekranu może być zakryta selektywnie i całkowicie.

iii. Proces jest prosty i nie wymaga skomplikowanego układu ani specjalnego wyposażenia.

iv. Ta metoda daje niewielkie szanse na rozwój.

6. Rozwój za pomocą środków chemicznych:

Środki dyspergujące są wielokrotnie dodawane do wody używanej do mycia lub natryskiwania wstecznego. Środki dyspergujące przeciwdziałają właściwości gliny, aby przykleić się do cząstek piasku. Typowymi środkami dyspergującymi, które są dość skuteczne, są różne polifosforany, takie jak pirofosforan tetrasodowy. Trójpolifosforan sodu, heksametafosforan sodu (calon) i depotafosforan sodu. Gdy środek dyspergujący zneutralizuje właściwości koloidalne gliny, można go łatwo usunąć przez naprężanie i płukanie zwrotne.

Ostatnio do tworzenia studni stosuje się dwie substancje chemiczne, a mianowicie kwas solny i stały dwutlenek węgla (zwany również suchym lodem). W dołku, który ma być opracowany, dodaje się kwas chlorowodorowy, a studzienkę zamyka się na górze. Płukanie zwrotne powstaje przez wtłaczanie sprężonego powietrza do studni.

W rezultacie mieszana woda z kwasem chlorowodorowym wchodzi do układu wokół ekranu. Górna uszczelka jest teraz usuwana, a suchy lód lub stały dwutlenek węgla jest wpuszczany do odwiertu. Sublimacja ma miejsce, a podczas procesu uwalniany jest dwutlenek węgla. W rezultacie w studni powstaje wysokie ciśnienie. Po uwolnieniu ciśnienia zmętniała woda jest wypychana i wyrzucana ze studni w postaci strumienia. W ten sposób dokonuje się rozwój do studni.

Ta metoda służy również do usuwania osadów i korozji ekranów studni. Gdy odwiert jest wywiercony w osadowej formacji skalnej, dokonuje się go przez częściowe rozpuszczenie materiału cementującego. W ten sposób wokół studni powstają większe wgłębienia i otwory. Kiedy studzienka rurowa przenika przez skaliste formacje, rozwój odbywa się poprzez szczelinowanie otaczającej formacji skalnej, aby utworzyć dodatkowe otwory. Następnie więcej wody wpływa do studni przez pęknięte formacje skalne.