Hidrológiai Közlöny 1996 (76. évfolyam)
4. szám - Lakatos Sándor: A kavicsolt és a kavicsból termelő kút működése, vizsgálata és minősítése
237 A kavicsolt és a kavicsból termelő kút működése, vizsgálata és minősítése Lakatos Sándor 2220. Vecsés, Ródcr I. u. 36. Kivonat: A kavicsolt cs a kavicsból termelő kút szúröszerkezeténél számottevő hidraulikus ellenállás alakulhat ki. összefüggésben a szűrő körüli zóna szivárgási sajátosságaival, valamint a szúró hosszával, átmérőjével és réseltségével. Az így előálló nyomásveszteségi alapvetően két folyamat alakítja. Az egyik a kútba áramló rétegfolyadék ütközése és irányváltozása, a másik a turbulens súrlódás, amit a beömlő nyílásoknál kialakult hidraulikus érdcsség idéz elő. A tanulmány a vázolt folyamatokat elemzi az irodalmi jegyzékben szereplő forrásokra támaszkodva. Foglalkozik továbbá a hozam-gradiens mélyfúrásgeofizikai meghatározásának lehetőségével és a szűrő hatékonyságának minősítésével. Kulcsszavak: kúthidraulika. kútszúrők. kúttechnológia. 1. Bevezetés A kút vízhozama a vízadó - produktív - szint mentén változó mennyiség, amely ideális esetben is csak elfogadhatóan tükrözi a réteg szivárgási sajátosságát. Adott esetben az is lehetséges, hogy a megfelelően megnyitott réteg alsó részénél alig van beáramlás a kútba, illetve több réteg megnyitásánál lényegében csak a felső egykét réteg termel. A kútba épített szűrőszerkezet hossza, átmérője, résel tsége, valamint a szűrő körüli zóna szemszerkezete meghatározó a hozam alakulására. Az ide tartozó kérdések a szűrőtcrhclcs problémakörébe tartoznak. Alapos vizsgálatuk feltétlenül indokolt, különös tekintettel a korszerű kútvizsgálati lehetőségekre, mint az áramlásmérés, vagy a nyomásgradiens mérés. A szűrőterhelés kérdése elsősorban a kavicsolt, valamint az igen jó vízadó rétegből termelő kutak esetében merül fel, amikor tisztázni kell, hogy miért nem biztosítható az a vízhozam, ami a karotázs vizsgálat alapján várható volna. 2. Az áramlási folyamat cs nyomásvesztcség a szűrőben A szűrőben a nyomásveszteséget alapvetően az oldalirányból beáramló rétegfolyadék alakítja, kapcsolódva annak a kúttengely irányú áramlásba történő beépüléséhez, és a turbulens súrlódáshoz. A szűrő felületi érdességének hatása a turbulens súrlódáshoz képest elhanyagolhatóan kicsi. A szűrőben a nyomásveszteség alakulását Petersen et al. (1955) alapvető tanulmányából kiindulva, az ismert mechanikai és hidraulikai összefüggések segítségével lehet leírni. A rétegből a kút elemi Az szakaszába beáramló Am tömegű folyadéknak a tengely irányú áramlásba történő beépülésénél az alábbiak szerint változik a mozgásmennyiség, s eredményez At idő alatt erőimpulzust (1. ábra): ((m + A/m), (v + Av) - (m. v + Am. it. cos a) = F..At (1) AZ I I l. ábra A mozgásmennyiség alakulása a szűrőben Esetünkben a = 90°, és a Am. Av szorzat elhanyagolható, s az (1) összefüggés a következők szerint írható át: M.dv+v.dM = F t (2) ahol M jelenti a tömegben kifejezett hozamot, és F z a Az kútszakaszban ható erő. Tömeghozam (M) helyett térfogathozamot (Q) használva: M J-.Q = Y-.A.v (3)-(4) 8 g A (2) összefüggés átírható, tekintve, hogy 2.v.dv = dv 2: r-.A.dv* = F f g (5) Az elkülönített elemi szűrőszakaszban az (5) összefüggés szerinti erőhatással szemben a következő erők hatnak: A hidraulikus súrlódásból következően: v 2 F x = -X. p.—.n.D.dz (6) 8 A hidrodinamikai nyomásból következően: F p = -A.dz (7) A nehézségi erő hatásából következően:
