Hidrológiai tájékoztató, 1973

Jolsvai Arthur-Jolsvai József: Kedvező vízáramlástani feltételeket biztosító, gazdag vízhozamú fúrt kutak készítésének tervezete

Az 1. ábra kétféle vízmennyiségnél és két feltételezett gravitációs hézagtérfogatra vonatkozóan szemlélteti az áramlási sebességeket. Az ábráról többek között leolvasható, hogy: — a hiperbolikus sebesség függvény az átmérő csökkenésével fordított arányban növekszik, — a szűrőben a fémváz és a szűrőanyag érintkezése helyén lép fel a legnagyobb áramlási sebesség, — Pratje adatait elfogadva 30%-os hézagtérfogatot feltételezve a rétegben, s a szűrő 1 m-ére 60 l/min. vízkivételt számolva, a kút felé áramló víz már 406—457 mm 0 közötti térségben szállíthatja, a 0,03—0,10 mm 0 közötti homokszemeket. Ugyanakkor a 0,14—0,17 mm 0-jű kőzetszemcséket 318— 324 mm 0 között képes a kút felé haladó víz továbbítani (és értelemszerűen így tovább). A jelzett határértékektől kezdődően a vízáram fokozódó erővel rászorítja a szűrő felületére a homokot, tömöríti azt, s növeli a kútellenállást. A gyakorlatban nagy vízigény esetén kis mélységre (50—60 m-re) készülnek 400—600 mm 0-jű kavicsszórásos kutak. Megoldatlan azonban a kérdés, ha a réteg mélyebben helyezkedik el. A következőkben ezen esetekre keresünk megoldást. Tervezet A kút fúrását az eddig szokványos rotary rendszerű „jobb"-irányú iszapöblítés helyett, légeme'léses módszerrel, tiszta vízzel és úgynevezett „bal"-öblítéssel kívánjuk végezni közepes mélységhatárig. Nagyobb mélység esetén a balirányú öblítést air-lift cs szivattyú kombinációval tervezzük megoldani. A mammutöblítéses fúrási módot hazánkban leginkább aknafúrásnál, víztelenítő fúrásoknál, és újabban kisebb mélységű kútfúrásoknál alkalmazzák peremes csatlakozású fúrócsövekkel. Ezzel a megoldással azonban nagy átmérőkkel kell dologzni a kezdettől a befejezésig, hiszen a fúrócsövek peremmérete 280 mm, s a hozzátartozó legkisebb 0-jű fúró 444 mm. Tervezet szerint a peremes fúrócsövek helyett karmantyús csatlakozású, duplafalú fúrócsövek kerülnének alkalmazásra. Így lehetővé válik kisebb 0-jű béléscső használata. Ugyanis az „air lift" típusú fúrócsöveknél a peremekre erősített légvezető csövek szerepét a csőköz veszi át. A mammutöblítéses eljárás előnyét mutatja, hogy míg jobböblítés mellett például 1 mm 0-jű kvarcszemcsét 100 m mélységből — egy viszonylag nagy — 400 l/min. teljesítményű szivattyú üzemelésénél — számítás szerint — 83 perc alatt jut a felszínre, addig ugyanolyan kútátmérőnél és mélységnél a légemeléses szivattyúzási mód 70 mm-es nagyságú kavicsdarabot 1 perc alatt szállít ki a fúrólyukból. A javaslatot képező kútfúrási technológia első lépcsőiben követi az eddig kialakult eljárást. Nevezetesen a 2. ábra szerint 5—15 m mélységig egy iránycső kerül beépítésre (1) és becementezésre. Ezután kisebb mérettel előfúrást kell végezni, míg a vízadó réteg átharántolása megtörténik. Eddigi gyakorlat szerint az előfúrást furadék~h\ öblit5f

ej homok+viz r,i b c d e 2. ábra. A javasolt kútfúrási technológia lépcsői 116—145 mm 0-vel végezték. A légemeléses módszernél az előfúrt kutató lyukszakasz átmérője 200 mm küröl lesz. A keresőfúrással felkutatott vízadó homokréteg mélységi elhelyezkedésének megállapítása, a szükséges geofizikai műszeres rétegvizsgálat és a szemcseelosztási adatok tisztázása után a fúrólyuk a kiválasztott homokréteg fölé 1—2 m-ig le lenne bővítve. A lebővített lyukszakaszba a tervezett csőrakat beépítésre kerül, és alsó szakasza cementtejjel vízzáróan rögzítve (2/b. ábra), vagy a csővég az agyagrétegbe, szűk fúrólyukszakaszba lesz bepréselve. Megjegyzendő, hogy a csövezés előtti bővítésnél (2/c. ábra) a szaggatott vonallal jelölt előfúrást a fúradék feltölti. Ennek kapcsán és hogy a bővítőfúró megfelelő mélységben kezdje meg a bővítést, a becementezett cső alá a homokrétegig elő kell fúrni a cső dugóméretével azonos 0-jű fúróval. Ezután következne a homokréteg felbővítése a szűrő egyidejű elhelyezésével. Szerszám- és szűrőkombináció A fúrat felbővítése és a szűrő elhelyezése ötféle elemből összetevődő és a felszínen összeszerelt fúró-szűrő kombinációval lenne megoldva. Az öt szerkezeti részből álló egység (alulról fölfelé követő sorrendben): a) mechanikus szárnyas vagy csuklós bővítőfúró (3. ábra), 24