Studnie - odwierty
Wiercenie studni może być realizowane dwiema zasadniczymi metodami:
-
wiercenie udarowe, które polega na wierceniu poprzez kruszenie i wybieranie urobku z dna odwiertu. W miarę postępu wiercenia do odwiertu wciskane są rury stalowe, których zadaniem jest zapobieganie zsypywaniu się wykonanego odwiertu i prowadzenie narzędzi wiercących.
W procesie zabudowywania filtra w otworze rury stalowe są usuwane z odwiertu. W pokładach suchych, stabilnych jako wiercenie pomocnicze stosuje się wiercenie okrętne polegające na wierceniu obracającym się świdrem, ale w przeciwieństwie do obrotowego, urobek wydobywany jest na powierzchnię poprzez okresowe wyciągnie narzędzia.
wiercenie obrotowe, polega na wierceniu obracającym się wiertłem i usuwaniu urobku z odwiertu za pomocą płuczki wiertniczej. W trakcie wiercenia płuczka całkowicie wypełnia odwiert wypływając z odwiertu do dołu płuczkowego, jednocześnie wynosi urobek i stabilizuje ściany odwiertu, zapobiegając zasypywaniu się wykonanej już jego części.
Przy zastosowaniu udarowej metody wiercenia uzyskuje się dokładne dane profilu geologicznego odwiertu. Łatwo i dokładnie identyfikuje się charakterystykę przewiercanych warstw i charakter docelowej warstwy wodonośnej. Nie wymaga krążenia płuczki wiertniczej co pozwala uniknąć przenikania płuczki do warstwy wodonośnej, która później potrafi wypłukiwać się podczas eksploatacji studni. Głównym mankamentem tej metody jest niski postęp wiercenia oraz konieczność dostarczenia na miejsce prowadzenia prac rur wiertniczych (stalowych) niezbędnych w procesie wiercenia. Powyższe czynniki skutkują wyższymi kosztami wykonywanych prac w stosunku do metody obrotowej. Niemniej jednak studnie wykonane tą metodą mają większą wydajność i wyższą trwałość, szczególnie przy wykonaniu odwiertu większą średnicą.
Metoda obrotowa charakteryzuje się wysokim postępem prac i niskimi kosztami wiercenia.
Z tego względu sprawdza się tam gdzie potrzebny jest szybko wykonany, tani odwiert, a nie zależy nam na szczególnej trwałości odwiertu i maksymalnym wykorzystaniu ujmowanej warstwy.
Poza wyborem metody oraz średnicy wiercenia, dla uzyskania trwałego odwiertu studni głębinowej istotny jest dobór, zabudowywanych rur studziennych oraz obsypki żwirowej.
Przy rurach studziennych istotna jest ich odporność na korozję i wytrzymałość mechaniczna, która jest szczególnie ważna przy większych głębokościach
odwiertów. Z wymienionych względów doskonale sprawdzają się atestowane rury studzienne z PCV. Przy głębszych odwiertach dobrze sprawdzają
się wiertnicze rury stalowe ze stali o podwyższonej odporności na korozję. Dla najbardziej wymagających studni stosuje się rury ze stali nierdzewnej
lub kwasoodpornej. Zadaniem obsypki żwirowej jest ochrona filtra studziennego przed drobnymi frakcjami piasków warstwy wodonośnej.
Z tego względu kluczowa dla prawidłowej pracy filtra jest grubość warstwy obsypki chroniącej filtr, jej jednorodność
i dobór do grubości piasku warstwy wodonośnej.
Po odwierceniu i nafiltrowaniu odwiertu, następnym etapem jest wykonanie pompowania oczyszczającego i pomiarowego. Zadaniem pompowania oczyszczającego jest wypłukanie drobnych frakcji znajdujących się w wodzie i bezpośrednim sąsiedztwie filtra, oraz ułożenie obsypki. Pompowanie to prowadzi się, zwiększając stopniowo wydajność pompy, aż do uzyskania zupełnej klarowności wody. Prawidłowe wykonanie pompowania sprawdza się obserwując przejrzystość wody bezpośrednio po rozruchu pompy, kiedy to woda w żadnym momencie nie powinna ulec zmąceniu. Zadaniem pompowania pomiarowego jest określenie dopuszczalnej wydajności studni. Wyniki tego pompowania podaje się jako Q -wydajność (najczęściej w m3/h, rzadziej w l/min) przy S – depresji (w m, pomiar spadku lustra wody w tracie pompowania). Pompowanie pomiarowe prowadzi się do momentu uzyskania jednakowych pomiarów wydajności – depresji. W zależności od uzyskanej wydajności i zapotrzebowania na wodę, pompowanie może być jedno (z jedną wydajnością) lub wielostopniowe (z kilkoma wydajnościami).
Po zakończeniu prac wykonawca powinien przekazać zamawiającemu informację o konstrukcji odwiertu (rodzaj i sposób zabudowania rur wiertniczych), profil geologiczny, głębokość położenia statycznego lustra wody i wyniki pompowania pomiarowego. Dane te są bardzo istotne przy wykonywaniu jakichkolwiek prac związanych ze studnią.