Puţ
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Un puţ este o groapă săpată prin foraj artificial în scoarţa pământului, prin care se poate extrage apă, petrol sau alt zăcământ, sau realizată pentru explorare ori în alte scopuri tehnice. Image:Hortobagy-ziehbrunnen.jpg

Puţurile de apă pot fi de două tipuri: puţuri de mică adâncime şi puţuri de mare adâncime . Cu cele dintâi apa poate fi obţinută foarte uşor, dar impurităţile pot ajunge uşor astfel că există un risc de contaminare. Pentru cele la adâncime mare nu există risc de contaminare, ele neavând impurităţi organice.
Construirea de puturi forate de adancime 30…200m, mecanizat, după tehnologie americană, foraj rotatic cu circulaţie directă de fluid de foraj si echipate cu pompa submersibila, conducta de refulare, statie de tratare, rezervor si conducte ramificate de distributie.
Construirea acestor tipuri de puţuri rezolva problema sursei de apa pentru comunităţile rurale şi suburbane unde: 1. Resursele de suprafaţa nu pot fi captate si unde nu exista apa potabila in pânza freatica de suprafaţa; 2. Exista certitudinea ca sursa de apa se afla la o adâncime accesibila (nu mai mare de 200m); 3. Costul exploatării surselor de suprafaţa este mult prea mare. Aceasta soluţie (vezi fig. 2.5) prezintă următoarele are următoarele caracteristici şi include următoarele componente -put forat de adâncime, H=30…200 m, Diametrul puţului D=230…320mm, foraj mecanizat după tehnologie americană, foraj rotativ hidraulic cu circulaţie directă de fluid de foraj. Tubajul este constituit din tuburi PVC VALROM speciale pentru puţuri de apa, de culoare albastră, cu mufă, filet şi garnitură cu dimensiunile 125x5,4mm ; 140x5,4mm ; 160x5,4mm. Captarea apei se face pe adâncime, prin stratul acvifer şi sub strat, cu 20 m de filtre SCREEN (tuburi VALROM speciale, cu fante cu g=0,3…0,5mm) si cu strat de filtraj de pietriş mărgăritar cu granulaţia g=3…5mm, în spaţiul inelar dintre tub şi puţul forat, pe toată lungimea filtrelor SCREEN
Instalaţiile de foraj care utilizează principiul forajului mecanizat rotativ hidraulic clasic, cu circulaţie directă de fluid de foraj, au în general următoarea componenţă şi funcţionare: Garnitura de prăjini de foraj cu sapa de foraj ataşată se roteşte fiind antrenată mecanic de la un cap de foraj cu acţionare mecanică de la un motor termic sau hidrostatică de la un motor hidrostatic lent. Introducerea şi scoaterea unui pas de prăjină de foraj se face secvenţial, pas cu pas, prin blocarea garniturii de prăjini la podul sondei într-o broască cu pene şi o furcă specială care intră în locaşul frezat de blocaj al prăjinilor şi se sprijină şi se blochează în broasca cu pene. Manevrarea garniturii de prăjini de foraj pentru introducerea / scoaterea unui pas se face cu un troliu manual cu sistem de manevră cu cablu tip macara-geamblac (palan mobil), cu multiplicare de forţă, sau cu un mecanism de acţionare cu lanţ şi cu cilindru hidraulic, cu multiplicare de cursă Pentru realizarea forajului hidraulic, în garnitura de prăjini (tip ţeavă) se injectează prin intermediul unui cap de spălare fluid de foraj, de la grupul motopompă de foraj. Fluidul de foraj circulă prin interiorul prăjinilor şi prin duzele sapei de foraj spală sub presiune talpa sondei, îndepărtând sfărâmăturile de roca şi detritusul, care se evacuează apoi prin spaţiul inelar dintre prăjini şi puţul forat, până la suprafaţă. Acesta este procedeul de foraj rotativ hidraulic cu circulaţie directă de fluid de foraj. Dacă nu ar exista spălarea continuă a tălpii sondei şi îndepărtarea sfărâmăturilor şi detritusului cu fluidul de foraj, sapa s-ar bloca imediat , nu ar înainta nici un pas de prăjină. Fluidul de foraj se recuperează printr-un şanţ într-o groapă de decantare , care comunică printr-un şanţ cu meandre (pentru decantare) cu altă groapă de alimentare , de unde este din nou recirculat de către grupul motopompă de foraj şi procesul se repetă. Este de o mare importanţă existenţa unei circulaţii continue de fluid de foraj, fără de care sapa nu ar avansa şi s-ar bloca; de asemenea evitarea prăbuşirii puţului, înainte de tubaj se face prin presiunea hidraulică a fluidului de foraj asupra pereţilor puţului. La apariţia pierderii de circulaţie, forajul se opreşte, se ridică sapa cu un pas de prăjină şi se adaugă aditiv de foraj pentru restabilirea circulaţiei. Tubajul se face după terminarea completă a forajului pe toată adâncimea puţului şi la diametrul final al puţului. Pentru evitarea pierderii de circulaţie în straturi poroase şi a colapsului (prăbuşirea puţului), pentru decantarea în batal a detritusului, în fluidul de foraj se adaugă aditiv de foraj (bentonită+CMC+sodă calcinată). Fluidul de foraj se prepară în batal cu o zi înainte de începerea forajului, pentru hidratarea şi omogenizarea perfectă a amestecului
-metoda are avantajul că se evită prăbuşirea (colapsul ) puţului prin presiunea hidraulică a fluidului de foraj, şi prin lipirea pereţilor puţului cu aditivi din fluidul de foraj. De aceea se poate fora la adâncimi mari, pe toată adâncimea puţului şi până la diametrul maxim, fără şa fie nevoie să se tubeze în timpul forajului; tubajul se face la final, după terminarea forajului; aceasta reprezintă o simplificare şi o creştere de productivitate enormă, din punctul de vedere al tehnologiei de foraj -pentru depistarea surselor bogate şi curate de apă, si pentru a se putea şti poziţionarea exactă a filtrelor SCREEN de captare, după foraj şi înainte de tubaj se poate face cercetare geofizică, carotaj electric, metoda rezistivă. Se obţine astfel o diagrafie cu conformaţia exactă a straturilor forate şi cu poziţionarea exactă a straturilor acvifere curate şi bogate în apă; se pot astfel poziţiona cu exactitate pe verticală filtrele SCREEN şi zona straturilor curate şi bogate şi se evită captarea unor straturi infestate cu mâl foarte fin, care nu poate fi eliminat la deznisipare
-punerea in producţie si deznisiparea puţului se face cu pompa MAMUT prin procedeul aer-lift (tub ejector); se introduce aer sub presiune de la un compresor (P=2,2KW, p=8..12 bar, Q=400 litri/min) printr-un furtun subţire in dispozitivul de sifonare, amestecul aerat cu densitate mica de apa-aer-nisip-detritus este evacuat printr-un furtun gros legat de dispozitivul de sifonare pana la limpezirea apei din strat si decolmatarea puţului (timp de 3...4 zile); furtunul cu aer trebuie imersat in apa 60% din lungimea lui. Pentru a putea funcţiona, sifonul mamutului trebuie să aibe deasupra o coloana de apă cu adâncimea de min 30m, mamutul nu funcţionează eficient decât pentru adâncimi mai mari de 30m. De aceea se forează prin această metodă numai puţuri de apă mai adânci de 30m, se oferă astfel cel mai bun raport preţ/calitate de pe piaţă, se oferă apă curată, filtrată, fără mâl şi nisip, la un debit bun Q=80…100 litri/min şi stabil. - Forarea mecanica se executa cu ajutorul unei instalaţii de foraj care se aduce la amplasamentul stabilit. Această metodă, foraj mecanizat rotativ cu circulaţie directă de fluid de foraj are raportul cel mai bun preţ calitate prin utilizarea instalaţiilor ultrauşoare şi uşoare de foraj hidrogeologic, care au costuri de foraj/tubaj atractiv, de maxim 30…40 euro per metru forat şi tubat. Instalaţiile de foraj industriale, de puteri mari, (100…300CP) pe autoşasiu au preţuri foarte mari de exploatare, utilizarea acestor instalaţii masive de foraj impune preturi foarte mari, 100..200 euro per metru forat şi tubat, preţuri prohibitive pentru comunităţile rurale şi suburbane, piaţa ţintă a prezentului program de cercetare. Instalaţiile uşoare şi ultrauşoare de foraj oferă şi in foraj ecologic, sun de dimensiuni mici, se pot transporta uşor, oferă o flexibilitate operaţiilor tehnologice, spre deosebire de instalaţiile de foraj, masive, de puteri mari, pe autoşasiu, care forează neecologic, distrug proprietatea micilor gospodării particulare, şi au un acces greoi pe proprietatea particularului, in unele zone nu pot acea acces pe proprietatea particularului Aceasta metodă de asigurare a resurselor de apă mai cuprinde următoarele componente: -casa puţului (izolarea şi sanitarizarea suprafeţei superioare a puţului de apă); -conducta principala PEHD L=150m cu D=100 mm; -staţie de tratare; -pompa submersibila +hidrofor special pentru pompă submersibilă+ instalaţiile hidraulica si electrica; -rezervor Q=20 m3 realizat din fibra de sticla, poziţionat la înălţime, de obicei în podul casei -conducta de distribuţie L=1000m cu D = 110 mm -cişmele publice: 1-3 buc. Se apreciază ca un put forat astfel poate alimenta cu apa aproximativ 130 de gospodarii cu 650 locuitori ce locuiesc la o distanta de aproximativ 125 m dar nu mai mult de 250 m de puţul forat. Aplicarea acestei soluţii este condiţionata de efectuarea unui studiu hidrogeologic ce trebuie sa confirme existenta apei de adâncime si la calităţile acceptate de STAS nr.1342. De asemenea la proiectarea captării apei subterane prin puţuri individuale se vor respecta prevederile SR 1629-2/1996 referitoare la captarea apelor subterane prin puţuri. Detalii referitoare la tehnologia de realizare a forajelor mecanice, care sunt obiectul programului actual de cercetare, sunt oferite la capitolul referitor la „Analiza tehnologiilor de foraj mecanizat hidrogeologic” Costurile orientative pentru aplicarea acestei soluţii sunt oferite in Anexa 14. Detalii referitoare la operaţiunile tehnice necesare pentru pregătirea si executarea puţurilor forate, tipuri de filtre, decantarea, colmatarea si decolmatarea, deznisiparea si pomparea experimentala sunt prezentate in Anexele 4,5 si 6. Punctele tari: · acces la apa de calitate mai buna a locuitorilor; sunt captate straturile de adâncime mare (începând de la al treilea strat acvifer în jos), bogate şi curate, nepoluate, fără nitriţi, fără agenţi patogeni · pentru forajul cu instalaţii ultrauşoare şi uşoare de foraj, se obţine cel mai bun raport preţ calitate, preţul de 30…40 euro / metru forat şi tubat pentru o resursă de apă ieftină şi curată, la debit bun şi stabil Q=80…100 litri/min , suficient pentru gospodăriile individuale din comunităţile rurale şi suburbane · întreţinerea se poate face foarte uşor si cu costuri minime · metoda are avantajul că se evită prăbuşirea (colapsul ) puţului prin presiunea hidraulică a fluidului de foraj, şi prin lipirea pereţilor puţului cu aditivi din fluidul de foraj. De aceea se poate fora adăncimi mari, pe toată adâncimea puţului şi până la diametrul maxim, fără să fie nevoie să se tubeze în timpul forajului; tubajul se face la final, după terminarea forajului, se simplifică şi se optimizează foarte mult tehnologia de foraj, comparativ cu complicaţiile şi improvizaţiile care trebuie făcute la săparea manuală uscată, unde trebuie folosit burlan de urmărire, trebuie tubat pe porţiuni, în timpul forajului si trebuie asigurate tuburile deja introduse contra prăbuşirii peste sapa manuală-crivac, iar uneori crivac-ul trebuie sa fie în construcţie extensibilă , pentru a putea fi introdus prin tuburile cu care s-a tubat deja. · Metoda are avantajul ca permite cercetarea geofizică prin metoda carotaj electric-rezistivitate pentru depistarea straturilor de acvifer bogate în apă şi curate, şi pentru poziţionarea exactă pe adâncime a filtrelor SCREEN de captare · Metoda are avantajul că permite deznisiparea, limpezirea şi punerea în producţie eficientă a puţului de apă prin folosirea metodei de deznisipare cu pompa MAMUT prin procedeul aer-lift, la adâncimi mai mari de 30m, oferindu-se o resursă de apă ieftină şi curată, la debit bun şi stabil · Se permite un foraj ecologic, fără distrugerea proprietăţii gospodăriei individuale particulare, instalaţiile ultrauşoare şi uşoare de foraj sunt flexibile, au un grad ridicat de trasportabilitate, se pot strecura pe zone înguste de proprietate, au acces la zona inaccesibile instalaţiilor mari, masive, pe autoşasiu pentru locaţiile de foraj Puncte slabe: Comparativ cu celelalte metode prezentate până acum, forajul mecanizat cu instalaţii uşoare şi ultrauşoare de foraj pentru gospodăriile individuale din comunităţile rurale şi suburbane, nu prezintă dezavantaje şi puncte slabe, de aceea aceasta metodă de foraj hidrogeologic va fi luată în considerare în cadrul programului de cercetare actual
2.1.9. Pregătirea şi efectuarea operaţiei de tubare
Generalităţi Tubarea este operaţia de consolidare a puţului forat prin introducerea unei coloane formata din burlane îmbinate intre ele. Coloana de tubaj care se introduce in puţul forat este alcătuita din : burlane, filtre, şiul coloanei, inelul de reţinere si centrori. Operaţia de tubare are o deosebita importanta pentru terminarea puţului forat in bune condiţii. In scopul asigurării unei reuşite depline, înaintea începerii tubării se efectuează o serie de operaţii de pregătire a burlanelor, a instalaţiilor si a sculelor care au ca rezultat evitarea unor complicaţii pe parcurs, cat si introducerea coloanei pana la talpa fără dificultăţi Forajele pot fi tubate fie cu burlane din otel aliat, fie cu plastic (PVC). În ultima perioadă s-a generalizat utilizarea burlanelor PVC VALROM speciale pentru puţuri de apă, de culoare albastră, cu mufă, filet TPN4 şi garnitură. Sunt utilizate pentru tubaj burlane PVC VALROM cu dimensiunile 125x5,4mm ; 140x5,4mm ; 160x5,4mm Aceste burlane PVC se remarcă printr-o grosime mare a pereţilor (5,4mm) şi printr-a îmbinare sigură cu filet, elemente cerute de următoarele solicitări în exploatare: 1. In burlane este introdus aer comprimat la presiune 8…10bar, în timpul operaţiei de deznisipare. Daca pereţii ar fi mai subţiri sau dacă nu ar fi o îmbinare sigură cu filet, coloana s-ar spage s-au s-ar desprinde din îmbinare în timpul deznisipării; 2. In timpul exploatării, coloana de burlane este supusă presiunii orizontale a solului; dacă pereţii ar fi mai subţiri sau dacă nu ar fi o îmbinare sigură cu filet s-ar produce spargerea coloanei de burlane sau smulgerea burlanelor din îmbinare datorita presiunii deviaţionale orizontale a solului Detalii referitoare la operaţia de tubare se găsesc in Anexa 3 La un foraj hidrogeologic, filtrul este cel mai important element al coloanei filtrante, deoarece influenţează in mare măsura cantitatea si calitatea apei, precum si buna funcţionare in exploatare. Funcţia principa1a pe care o îndeplineşte un filtru este aceea de a susţine pereţii porţiunii deschise a stratului acvifer si de a lăsa sa treacă apa din strat in put fără pierderi mari de presiune. In prezent, filtrele cele mai utilizate sunt cele confecţionate din burlane metalice sau din PVC. S-a generalizat, datorită avantajelor preţ/calitate utilizarea filtrelor PVC SCREEN cu fante cu grosimea g=0,3…0,5mm, confecţionate de VALROM din propriile burlane PVC albastre de tubaj Deosebim doua tipuri de sisteme de filtrare:
-simple folosite atunci când roca in care este forat puţul este mai stabila ;
- cu pietriş mărgăritar cu granulaţia g=3..5mm în spaţiul inelar dintre tub puţul forat, grosimea stratului filtrant, minim 50…100mm pe rază (se folosesc in cazul cercetării sau exploatării unui orizont acvifer cu nisipuri fine); Aceste filtre se realizează la suprafaţa sau in put. La filtrele ce se executa la suprafaţa, procedeul de execuţie consta in introducerea pietrişului mărgăritar intre doua filtre simple, metalice, concentrice. Detalii referitoare la tipurile de filtre se găsesc in Anexa 4
Decantorul Decantorul este partea inferioara a coloanei filtrante si are ca scop decantarea nisipului ce intra din strat in put, in timpul exploatării sau pompărilor experimentale. Decantorul este constituit, în cel mai simplu caz dintr-un PVC obişnuit de tubaj (cu mufă, filet şi garnitură) cu lungimea de 4..5 m, ataşat la baza coloanei de tubaj, intre şiul de capăt şi tubul de filtraj SCREEN Detalii referitoare la decantor sunt date in Anexa 5
2.1.10. Punerea in producţie a puţului forat
Desfăşurarea operaţiunilor pentru punerea in producţie a puţului forat, sunt cuprinse in cele trei faze (decolmatare, deznisipare, pompare experimentala si testare). Factorii de care depind alegerea operaţiunilor in programul de lucru sunt redaţi in ANEXA 5
COLMATAREA.
Colmatarea se caracterizează prin micşorarea permeabilităţii stratului acvifer din jurul puţului ca urmare a operaţiilor de foraj, când calitatea fluidului de foraj si diferenţa de presiune dintre acesta si strat, permit intrarea fluidului in stratul acvifer. Detalii referitoare la Colmatare se găsesc in ANEXA 5.
DECOLMATAREA
Prima faza de punere in producţie pentru puţurile la care stratul acvifer a fost traversat cu noroi de foraj este decolmatarea. La puţurile pentru apa, la care stratul acvifer nu a fost traversat cu fluid de foraj, nu este nevoie de aceasta faza, deoarece apa din strat, la intrarea in gaura de put, nu întâlneşte rezistenta produsa de colmatare. Detalii referitoare la Decolmatare se găsesc in ANEXA 5.
DEZNISIPAREA
După terminarea decolmatării urmează a doua faza de punere in producţie a unui put forat pentru apa şi anume Deznisiparea Prin deznisipare se înţelege pomparea in care particulele mici de nisip sunt extrase si eliminate din stratul de apa, iar particulele mai mari rămân in jurul filtrului, formând un filtru natural. La pompările următoare, de testare, de exploatare sau experimentale, filtrul natural protejează filtrul introdus in put, împotriva înfundării. Pomparea in timpul deznisipării se face intens, debitul de apa extras din put fiind mai mare decât debitul maxim viitor, de exploatare sau pompare experimentala, cu aproximativ 25%. Durata necesara de pompare depinde de structura stratului acvifer. In lipsa unui strat impermeabil deasupra stratului acvifer, sau in cazul unui înveliş slab, o extragere prea mare a particulelor de roca poate provoca deplasarea rocilor de?a lungul puţului, făcând inactiva o parte din suprafaţa filtrului. Detalii referitoare la deznisipare si procedee de deznisipare se găsesc in ANEXA 6.
2.1.11. Lucrări premergătoare punerii in exploatare a puţului forat
Pentru a pune in exploatare un put forat, este necesar sa se execute in prealabil următoarele lucrări: · construirea cabinei puţului; · montarea pompei de exploatare cu echipamentul ei auxiliar, mecanic si electric; · instituirea zonei de protecţie sanitara.
Vezi şi
- fântână
- puţ de petrol
- sondă
Respectaţi drepturile de autor. Indicaţi-vă sursele de documentare.