DERS 4 KUYULARIN İŞLETMEYE HAZIRLANMASI

Transkript

1 DERS 4 KUYULARIN İŞLETMEYE HAZIRLANMASI

2 KUYU TAMAMLAMA ŞEMASI GENİŞ ÇAPLI KUYU DELİNMESİ AKİFERİ TANIMLA UYGUN YERLERE KAPALI BORU VE FİLTRE YERLEŞTİR VERİM TESTİ YAP & SU ÖRNEĞİ AL KUYU GELİŞTİRME YÖNTEMİ UYGULA KAPATMA İŞLEMİ YAP

3 Kuyu delme işlemi tamamlandıktan sonra kuyunun yararlı hale getirilmesi yani işletmeye hazırlanması için sırayla yapılacak işlemler: 1) Borulama ve filtreleme 2) Tecrit (Kapatma) 3) Yıkama ve Çakıllama 4) Geliştirme

4 Sondaj sırasında her bir metre derinlikten alınan kırıntı numuneler değerlendirilerek filtre boruların konulacağı yerler kararlaştırılır. Pratik bir ifade ile teçhiz borusunun rahatça indirilebilmesi ve kuyu cidarı ile boru arasındaki boşluğa yeterli çakıl zarfı yerleştirilebilmesi için kuyu çapı teçhiz çapının en az iki misli olmalıdır. Örneğin kuyuya 8,5/8" teçhiz borusu indirilecek ise kuyu çapı en az 15" olmalıdır.

5 Borulama ve Filtreleme Borulama ve filtreleme işlemi kendi kendini tutamayan gevşek malzeme içinde açılan kuyularda uygulanır. Bu iki işleme «Kuyu Teçhizi» veya «Kuyu Donatımı» denilmektedir. Kireçtaşı ve çatlaklı kristalen kayalarda açılan kuyularda ise teçhiz işlemine gerek yoktur. Borulamanın amacı: Gevşek zeminlerde kuyunun yıkılmasını önlemek Farklı kalitede suların kuyuya girişini önlemek

6 Konsolide birim Konsolidasyonsuz birim

7 Teçhiz boruları 2 çeşittir: 1) kapalı boru (muhafaza borusu) 2) delikli boru (Filtre) Bu borular paslanmaz çelik, çelik döküm veya sert plastikten yapılırlar. PVC borular ile genellikle sacdan imal edilen metal borular arasında tercih yapılırken sahanın özelliği ve yeraltı suyunun kimyasal analizi dikkate alınmalıdır. Kalite bozukluğunun söz konusu olduğu sahalarda, tuzlu, acı ve PH dengesi bozuk olan asit karakterli sularda sac borular problem yaratmakta ve genellikle kısa sürelerde çürüyüp paslanıp kullanılmaz hale gelmektedir. Ayrıca bu borular özellikle içme suyu kuyularında kirlenmelere de sebep olmaktadır. Bunun yanı sıra PVC boruların en sakıncalı özelliği kolayca kırılması ve bükülmesidir. Bu borularla teçhiz edilmiş kuyularda eğrilikler meydana gelebilmektedir.

8 Metal borular genellikle çelik sacdan imal edilmektedir. Bunun yanı sıra paslanmaz çelik borular da kullanılmakta ancak çok pahalı olduğu için tercih edilmemektedir. Sac borular manşonlu veya kaynak ağızlı olabilir. Daha sağlam, daha rijit borular olup kolay kolay kopmaz, eğrilmez ve bükülmezler. Bu boruların teçhizde kullanılması durumunda dikkat edilecek noktalar; 1) Her şeyden önce boru imal edilecek sac TSE standartlarına uygun olmalıdır. 2) Et kalınlığı boru çapına uygun olarak mm olmalıdır. 3) Kaynak ağzı açılmış olmalıdır. 4) Boruda ovallik olmamalı, kaynaklar muntazam olmalıdır. 5) Borunun uç kısımları düzgün olmalıdır.

9 PVC borularla teçhiz edilecek kuyularda özellikle şu hususlara dikkat edilmelidir: 1) PVC boru kullanımı kalitesi bozuk, asit karakterli sahalarla sınırlı kalmalıdır. 2) Akma ve göçme olaylarının sıkça meydana geldiği konsolide olmamış, bağlantısız formasyonlarda yan basınçlar çok fazla olabileceğinden bu nevi sahalarda kullanılması sakıncalı görülmektedir. 3) Bu boruların teçhizi sırasında mutlaka ortalayıcı yaylar (Centrelizer) kullanılmalıdır. 4) Yıkama ve çakıllama esnasında boru askıda tutulmalıdır. 5) Pompa montajında ve demontajında dikkatli davranılmalı hareketler yumuşak ve yavaş olmalıdır. 6) Özellikle pompa monte edilmiş kuyularda dışarıdan düşebilecek ufak bir somun bile pompanın çekilmesi sırasında kuyu teçhiz borusunun yırtılmasına neden olabileceğinden kuyu ağzı sağlam bir şekilde kapatılmalıdır.

10 Teçhiz sırasında önemli bir konu da borunun kuyuya ortalanmasıdır. Özellikle PVC teçhiz borularında ortalayıcı yayların kullanılması zorunludur. Sac teçhiz boruları daha rijit olmakla beraber bu tip borularda da ortalayıcı (merkezleyici) yaylar kullanmak faydalıdır.

11 Gevşek, bağlantısız veya kil, marn gibi şişebilen zeminlerde açılan kuyular mutlaka borulanmalıdır. Kuyunun göçmemesi veya formasyonun şişerek deliği kapatmaması için konulan borulara muhafaza borusu denir. Muhafaza borusu

12

13 Filtre Akifer formasyondan suyun kuyuya rahat geçebilmesi için su verebilen tabakaların karşılarına yerleştirilen delikli ve yarıklı borulardır. Akifer formasyonun, suyunu almakta sakınca bulunan seviyeler kapalı borularla geçilir ve kuyu kenarı ile boru arası (anülüs) çimentolanır. Filtreler dinamik seviye üzerine konmaz. Kuyu tabanına da 2-4m kapalı boru konur.

14 YASS YASS Çimento Çimento Çakıl Filtre Pekişmiş kaya

15 Filtre Özellikleri Filtrelerin kullanılacakları akiferlere uygun özellikleri belirlenir. Bu özellikler: Filtre aralığı Filtre açıklığı Filtre verimi Filtre boyu Filtre aralığı: Filtre üzerindeki deliğin genişliğidir.

16 Filtre aralığı Sıkılanmamış akifer formasyondan dışarı atılacak malzemenin yüzdesine ve akiferin tane boyuna bağlıdır. Akiferden dışarı atılacak malzeme %40-80 dolayındadır. %40 atılacak malzeme öngörülüyorsa formasyonun eklenik eğrisinde %40 toplam ağırlığa karşı gelen tane çapı, filtre aralığıı olarak seçilir. Filtre aralıkları mm arasında değişir ve asla 6,5mm yi geçmez. Filtre aralığı içe doğru geniş dışa doğru dardır ve bu durum çakılın filtreyi tıkamasını önler.

17 Silt Kum Çakıl Kaba İnce Orta Kaba İnce Kaba Kümülatif yüzde A B Stratigrafi A B A B 1,0mm Filtre aralığı 3,0mm 10 A 0,02 0,06 0,2 0, Tane boyu (mm) A) d 10 = 0,1; d 60 = 0,6; Uc = 6,0 ; filtre aralığı (%75 geçiş için) = 1,0mm B) d 10 = 0,25; d 60 = 20; Uc = 8,0 ; filtre aralığı (%75 geçiş için) = 3,0mm

18 Filtre açıklığı: Filtre üzerindeki delik veya yarık alanları toplamının, borunun toplam alanına bölünmesi ile bulunur. %ile ifade edilir. %7-40 sınırları arasında değişmektedir. Filtre Verimi (Q f ): 1m boyundaki filtrenin kuyuya emniyetli bir hızla sızdıracağı su miktarıdır. Filtre aralığı ve açıklığına bağlı olarak verimleri de değişmektedir. Filtre boyu :kuyu verimi(q k )/filtre verimi (Q f ). Akifer formasyonun özelliğine bağlıdır. Filtre çapı: kuyuya girecek suyun hızı ile ilgilidir. Su hızlı ise filtreyi aşındırır, az ise tortu bırakır.

19 Filtre boyu Kuyudan alınacak su miktarı filtrenin özelliklerine bağlıdır. a)homojen serbest akiferlerde: Kuyu verimi Q k = Özgül debi x düşüm dür. Akifer kapasitesine göre filtre az olursa özgül debi az, düşüm fazla olur, tersi durumda ise özgül debi fazla düşüm az olur. En verimli filtre boyunun akifere oranı %30-50 arasındadır. Buna göre bu tip akiferlerde filtreler tabandan itibaren akifer kalınlığının %30-50si oranında yerleştirilmelidir.

20 b) Homojen basınçlı akiferlerde %70-80 nin filtrelenmesi uygundur. 1) Filtreler akifer tavan seviyesi hizasına gelmemelidir. 2) Taban seviyesinden yerleştirilmesi durumunda randıman düşer. 3) En iyi verim için akifer ortasına yerleştirilmelidir. 4) Dinamik seviyenin akifer seviyesine inmesine izin verilmemelidir. 5) Kalın akiferde ise filtre toplu halde konmaz, dağıtılır.

21 (Verimlilik % ) < (1/2 akifer kalınlık %) ise filtre gereksiz. Akifer Akifer Akifer c) Heterojen Akiferler de kalınlık fazlaysa akifer boyunca filtre koymak gereksizdir. Verimliliği yüksek tabakalar filtrelenmelidir.

22 YASS KUM& ÇAKIL KİL Pompa KİL

23 Filtre çapı Filtre çapı suyun filtreye giriş hızı ile ilgilidir. Suyun giriş hızı: V = Q / 2 r L f B V: kuyuya giren suyun hızı (m/sn) Q: Debi (m 3 /sn) r: Filtre iç yarıçapı (m) L f : Filtre boyu (m) B: Filtre açıklık yüzdesi (%)

24 Permeabilite-suyun akış hızı

25 Filtre aralığı, boyu, çapı ve yapıldığı malzeme önemlidir. Filtrelerin tel sarılı, dikine yarıklı, enine yarıklı, yuvarlak delikli, köprülü, plastik ve özel Johnson tipleri vardır. Sac boruların üzerine kaynakla ya da presle yarık veya delik açmak suretiyle de yapılırlar.

26 Filtre tipleri

27 Tel örgülü filtreler

28

29 Filtre tipleri ve akış

30 2. Kapatma (Tecrit) Kötü kaliteli, kirlenmiş veya farklı karakterdeki yüzey sularının kuyu içine girmesini; kuyu içindeki bazı tabakalarda bulunan suların diğer tabakalardaki sulara karışmasını veya yüzeye çıkmasını yani kuyudaki yeraltısuyunun her türlü kirlenmesini veya kalite değişmesine maruz kalmasını önlemek amacıyla, karışma ve kirlenme yollarının kapatılması olayıdır. Tecrit ayrıca boruların dıştan çürümesini de önler.

31 Tecrit malzemesi: boru, beton, çimento şerbeti, kalın kil olup biri veya birkaçı birlikte kullanılabilir. Tecrit şekli, kapatılacak kesimin kuyunun içerisindeki yerine göre değişir. Bu seviye yüzeyde, kuyunun ortasında veya kuyu tabanında olabilir. Tecrit; kuyunun açılması esnasında veya kuyunun delme işlemi tamamlandıktan sonra yapılabilir. En iyi tecrit boru ve çimento şerbeti ile yapılandır.

32 Çimentolama borusu Darbeli sistemde kuru bentonitle kapatma Rotari sistemde çimento ile kapatma

33 Kuyu inkişafı Kuyu ile formasyon arasında tam bir bağlantı kurmak, kuyudan mümkün olan en yüksek verimin elde edilmesini sağlamak, formasyondaki kum, silt ve kili temizlemek, pompanın kuyudan kum çekmesini önlemek, kuyunun çevresinde düzenli boyutta çakıl ve kumdan oluşan bir çakıl tabakası oluşturmak amacı ile yapılan işlemlerin tümüne inkişaf denir.

34 3. Yıkama ve Çakıllama Kuyuya filtre indirdikten sonra kuyu yıkanır. Yıkama temiz su ile yapılır. Kuyu tabanına indirilen yıkama takımından pompa ile su basılır. Yıkama takımı tüm filtre boyunca yukarı aşağı hareket ettirilerek yıkama sağlanır ve işlem kuyudan berrak su gelinceye kadar devam ettirilir. Yıkama işlemi bittikten sonra çakıl kuyuya atılır. Bazı durumlarda akifer formasyon ince taneliyse ve kendini tutamayacak şekilde gevşek malzemeden oluşmuşsa çakıllama yıkama ile birlikte yapılır. Çakıllama: Kuyu kenarı ile boru veya filtre arasındaki boşluğun (anülüs) belli özellikteki çakılla doldurulması işlemidir.

35 Çakıl boyu: Çakılın en küçük çapı filtre yarık genişliğinden daha büyük; en büyük çapı ise boru kenarı ile kuyu kenarı arasındaki boşluğun 1/3 ünden küçük olmalıdır. En küçük çap 2mm en büyük çap 12mm arasında değişir. Büyük çap 12mm yi geçmemelidir. c/3 > a < 12mm d < b > 2mm a : Azami çakıl çapı b : Asgari çakıl çapı c : Dolgu aralığı d : Filtre yarık genişliği İdeal olarak çakıllar temiz, yuvarlak, silis kumu veya çakılları olmalıdır. Karbonat malzeme, şeyl parçacıkları veya eriyebilen (jips vb) malzeme toplam miktarın %5ini geçmemelidir. İyi boylanmış olmalıdır. Çakıl boyu akifer formasyonun tane boyuna göre belirlenir.

36 Çakıllamanın amacı 1) Kuyu cidarının yıkılmasını önlemek, 2) İnce taneli malzemenin filtreyi tıkamasını önlemek, 3) Silt gibi ince tanelerin filtre etrafında yığılıp akiferin verimini düşürmesini önlemek, 4) İnce taneli malzemenin kuyu dibine toplanmasını engellemek, 5) İşletme sırasında ince kumların tulumbanın yan ve çanaklarını tıkamasını önlemek, 6) İnce malzeme tulumba ile aşırı miktarda dışarı atılırsa kuyuda büyük boşlukların oluşmasını ve tehlikeli göçmeleri engellemek 7) Akiferdeki ince taneyi filtreden uzaklaştırarak daha geçirgen bir zon oluşturmak.

37

38 8cm < Çakıl tabakasının kalınlığı < 20cm olmalıdır.

39 4. Kuyu Geliştirme Kuyunun yıkanması bitip akiferden temiz su gelmeye başlayınca geliştirme işlemine geçilir. Taneli kayaçlarda kullanılan 5 yöntem vardır: 1. Aşırı pompalama 2. Geri yıkama 3. Pistonla çalkalama 4. Basınçlı hava 5. Jet yöntemi Bunların bir veya birkaçı birlikte kullanılabilir.

40 Aşırı Pompalama: Kuyu veriminin 1,5 katı su çekilir ve maksimum düşüm elde edilir. Dolayısıyla hidrolik eğim ve yeraltı suyunun akım hızı artar (V = K x i). Geri yıkama: Kuyuya hızla su doldurulur ve bu su beyler kovası veya pompa ile boşaltılır. Pistonla çalkalama: kuyu çapından 1" küçük çapta 3 adet kolay kırılmayan ve kopmayan ağaç disk arasına, kuyu çapında kesilmiş 2 adet köselenin konulması ile yapılır. Piston akiferin üst seviyesinde 1m kadar iner ve çıkar. Basınçlı hava: kuyuya kompresörle hava basılır.

41 Jet yöntemi: jetle kuyuya «kuyu deterjanı» olarak tanımlanan (su + sodyum hexafosfat, tetra sodyum pyrofosfat) püskürtülür.

42 Kristalen kayalarda veya kireçtaşı gibi akiferlerde ise dinamitle patlatma veya %10 luk HCl ile asitle çözündürme gibi kimyasal maddeler kullanılarak geliştirme işlemi yapılır. SON olarak, kuyu geliştirme işlemleri de yapıldıktan sonra kuyu tabandan başlayarak temizlenir ve işletmeye hazır hale getirilmiş olur.

43 Pekişmiş kayada kuyu yapımı

44 ?