Sviluppo dei pozzetti: definizione e metodi

Leggi questo articolo per conoscere la definizione e i metodi di sviluppo del tubo.

Definizione e necessità:

Un pozzetto non è completamente pronto per l'uso subito dopo la costruzione. Il prossimo passo importante è quello di sviluppare bene il tubo perforato. Il pozzetto del tubo può funzionare correttamente solo dopo un adeguato sviluppo. È il processo attraverso il quale vengono rimosse le particelle più fini da tutto lo schermo per aumentare la permeabilità della formazione attraverso cui l'acqua si muove verso il pozzo.

Lo sviluppo serve le seguenti funzioni:

io. Elimina la formazione di cuscinetti d'acqua intasata dal fango durante l'operazione di perforazione.

ii. Fa sì che il pacco di ghiaia e la formazione circostante si depositino e vengano compattati sullo schermo, rendendo così stabile la struttura del tubo.

iii. Serve a spezzare il ponte tra i granelli di sabbia attraverso le aperture dello schermo e nel pacco di ghiaia e formazione di falda circostante e rende il pozzo efficiente.

iv. Aiuta a ottenere l'acqua senza sabbia stabilizzando la formazione di sabbia intorno allo schermo.

v. Aiuta a ridurre le perdite di carico vicino allo schermo.

VI. Porta il pozzo alla sua capacità massima che è la massima resa disponibile al minimo drawdown.

vii. Fornisce una misura della disponibilità di acqua disponibile e aiuta a determinare le caratteristiche richieste di una pompa e di una unità di potenza da installare.

viii. Aumenta la vita utile dello schermo o del filtro.

Metodi di sviluppo:

Quando gli strati portanti l'acqua in cui è praticato il pozzo sono costituiti da sabbia, ghiaia o alluvione, lo sviluppo si ottiene rimuovendo le particelle più fini dall'area circostante il pozzetto del tubo.

I seguenti sono i metodi comunemente adottati per lo sviluppo di un tubo:

1. Sviluppo mediante pompaggio

2. Sviluppo per aria compressa

3. Sviluppo in aumento

4. Sviluppo mediante back-washing

5. Sviluppo mediante getto ad alta velocità

6. Sviluppo utilizzando sostanze chimiche.

1. Sviluppo mediante pompaggio:

È il metodo più semplice e più comune per rimuovere particelle fini. In questo metodo l'acqua viene infine pompata dal pozzo ad una velocità uguale o superiore alla scarica di progetto. Quindi è un caso di sovra pompaggio. Viene utilizzata una pompa a velocità variabile di grande capacità. L'acqua viene ritirata ad un ritmo molto lento all'inizio. Quindi il tasso di ritiro è aumentato in fasi. Tra le fasi la velocità di prelievo è mantenuta costante fino a quando non vengono rimosse ulteriori particelle di sabbia.

Il pompaggio deve essere continuato fino al raggiungimento della massima portata e non vengono prelevate ulteriori particelle di sabbia. L'estrazione dell'acqua viene quindi interrotta e il livello dell'acqua può salire nella sua posizione normale. La procedura viene ripetuta di nuovo fino a quando non vengono rimosse ulteriori particelle di sabbia. Nelle fasi iniziali del pompaggio, se la velocità viene mantenuta, particelle alte e fini vengono risucchiate con grande forza e possono intasare le perforazioni nel tubo o nel mezzo filtrante. Potrebbe causare il cedimento del tubo.

Le limitazioni di questo metodo sono le seguenti:

io. Induce velocità solo in direzione radiale e quindi le particelle fini vengono rimosse solo in una direzione. È parzialmente superato da un pompaggio intermittente che agita l'acqua nel pozzo.

ii. Rimuove le particelle fini dall'area limitata che circonda lo schermo.

iii. Richiede pompe di maggiore capacità rispetto a quelle convenzionalmente disponibili.

A causa delle limitazioni sopra descritte, questo metodo non è stato trovato molto efficace per lo sviluppo di pozzi di grande capacità. Per i piccoli pozzi, tuttavia, è abbastanza adatto e comunemente usato.

2. Sviluppo per aria compressa:

I componenti principali di questo gruppo sono un tubo dell'aria (linea aerea) di diametro più piccolo e un tubo di scarico di diametro maggiore. Il tubo di scarico è anche chiamato tubo di scarico perché l'assemblaggio è simile a quello del gruppo pompa ad aria. Un compressore d'aria è collegato direttamente a un serbatoio d'aria che a sua volta è collegato al tubo dell'aria attraverso una valvola ad apertura rapida.

In questo metodo, un gruppo di tubi dell'aria di diametro ridotto e tubo di scarico o di scarico che circonda il tubo dell'aria viene introdotto nel pozzo fino a raggiungere quasi il fondo del primo tubo del filtro. Il tubo dell'aria è regolato in modo tale che la sua estremità inferiore si trova a circa 30 cm sopra l'estremità inferiore del tubo di scarico. Si chiama posizione di pompaggio del tubo dell'aria.

L'aria viene quindi compressa nel pozzo per avviare il pompaggio. Il pompaggio continua fino a quando l'acqua pompata non è sabbiosa. A questo punto l'ingresso dell'aria viene interrotto chiudendo la valvola. Il serbatoio viene portato a piena pressione mantenendo il compressore acceso. Nel frattempo il tubo dell'aria è così abbassato che ora emerge sotto l'estremità inferiore del tubo di scarico di 30 cm.

Può essere chiamato posizione di back-washing del tubo dell'aria. Ora la valvola viene rapidamente aperta per consentire l'ingresso improvviso di aria compressa nel pozzo. A causa del forte flusso d'aria viene creata un'ondata di acqua. Costringe l'acqua del pozzo nella falda attraverso lo schermo. L'ondata agita la falda acquifera e rimuove le particelle di sabbia fine.

Il tubo dell'aria viene nuovamente sollevato all'interno del tubo di scarico, cioè in una posizione di pompaggio e quando il pompaggio inizia la direzione del flusso viene invertita e ora l'acqua entra nel pozzo attraverso il terreno. L'acqua che entra porta con sé particelle di sabbia fine rimosse. Il processo di pompaggio e di sollevamento alternato del ponte aereo continua fino a quando la falda acquifera non è completamente sviluppata e il flusso di sabbia viene interrotto. In questo modo si sviluppa una falda acquifera che occupa da 1 a 2 m di lunghezza dello schermo alla volta.

3. Sviluppo tramite Surging:

Un'impennata è formata dal movimento alternativo di uno stantuffo nel pozzo. L'acqua si muove alternativamente nel terreno ed esce nel pozzo rispettivamente durante la corsa in discesa e in quella all'indietro. La velocità dello stantuffo aumenta lentamente. Lo stantuffo viene azionato nel tubo dell'involucro fornito sopra la porzione schermata del pozzo. L'applicazione ripetuta di forza in movimento attira le particelle fini nel pozzo, lasciando intatte le particelle più grossolane nella falda acquifera.

A volte per aumentare l'efficienza dello sviluppo si aggiunge un agente disperdente come la calgon (esacoda-fosfato di sodio) all'acqua di pozzo. L'alternanza di sbalzi e di depositi viene continuata a pescare la sabbia dalla falda acquifera e a rimuovere l'acqua dal pozzo, rispettivamente, fino a quando non viene aspirata sabbia nel pozzo.

4. Sviluppo tramite Back-Washing:

Come suggerisce il nome, è un processo in cui l'acqua viene fatta fluire nella formazione della falda dal pozzo attraverso lo schermo. Il back-washing provoca l'agitazione della formazione e abbatte il collegamento di particelle di sabbia. Il back-wash aiuta quindi a rimuovere efficacemente le particelle fini. Vari metodi possono essere usati per creare il controlavaggio o causare il flusso inverso.

I metodi principali sono i seguenti:

(a) Metodo di pompaggio intermittente:

Quando il pompaggio viene avviato e interrotto a intermittenza, produce rapidi cambiamenti nella testa di pressione nel pozzo. Quando il pompaggio viene interrotto improvvisamente, la colonna d'acqua nel pozzo cade causando un flusso inverso. Il processo viene ripetuto fino a quando lo sviluppo è fatto che può essere accertato mediante il pompaggio di sabbia.

(c) Back-washing con il bailer:

In questo metodo l'acqua viene introdotta nel pozzo il più velocemente possibile e poi viene salvata con la pompa di sabbia o il bidone. Il movimento dell'acqua agita la formazione attorno al pozzo. Le velocità di alimentazione e di scarico più rapide garantiscono rispettivamente un'agitazione efficace e un'aspirazione vigorosa di materiale fine. L'acqua salvata può essere riutilizzata dopo aver permesso alla sabbia di depositarsi in una vasca di sedimentazione.

(c) Back-wash con la pressione dell'aria:

Il principio adottato è simile a quello adottato per il metodo di sviluppo dell'aria compressa con alcune modifiche. In questo metodo oltre al tubo dell'aria e al tubo di scarico è presente un altro tubo aria piccolo. Il gruppo del tubo dell'aria e del tubo di scarico serve allo scopo della pompa di sollevamento dell'aria, mentre il piccolo tubo dell'aria comprime l'aria nel pozzetto sigillato per creare un flusso inverso. In questo metodo il pozzo viene sigillato in alto dopo aver inserito il gruppo di tubi dell'aria e di scarico e un altro piccolo tubo dell'aria. L'aria compressa viene alimentata a entrambi i tubi attraverso una valvola a tre vie.

Il gruppo pompa air lift funziona come al solito per pompare l'acqua. Quando l'acqua pulita fuoriesce dal pozzo, il pompaggio viene interrotto tagliando l'alimentazione d'aria. Quando il livello dell'acqua riprende il livello statico, l'alimentazione d'aria viene deviata attraverso un tubo dell'aria più piccolo.

L'aria compressa ammessa nel pozzo provoca il flusso inverso attraverso lo schermo nella formazione. Il back-wash agita e distacca le particelle di sabbia nella formazione. Quando il livello dell'acqua nel pozzo scende al di sotto e l'aria inizia a fuoriuscire attraverso il tubo di scarico, la valvola dell'aria viene ruotata per attivare il gruppo pompa ad aria.

Il pompaggio inizia e la sabbia e l'acqua vengono pompate fuori. Il processo viene ripetuto fino a che il pozzo non si sviluppa completamente. A volte viene utilizzato un agente disperdente per accelerare il processo. Si può vedere che anche se il back-washing è essenziale, da solo non può sviluppare efficacemente il pozzo a meno che non sia combinato con il sollevamento, il salvataggio o il pompaggio.

5. Sviluppo mediante getto ad alta velocità:

È uno dei metodi di sviluppo più efficaci. In questo metodo i getti ad alta velocità rilasciati attraverso lo strumento di getto passano attraverso lo schermo e la formazione dietro lo schermo si agita. Allenta le particelle fini che possono essere rimosse dal pozzo pompando o scaricando l'acqua del pozzo. La Figura 18.10 rende chiara la procedura.

Questo metodo ha i seguenti vantaggi:

io. L'energia è concentrata su una piccola area ed è quindi più efficace.

ii. Ogni porzione dello schermo può essere coperta in modo selettivo e completo.

iii. Il processo è semplice e non richiede una disposizione elaborata o attrezzature speciali.

iv. Ci sono poche possibilità di sviluppo eccessivo con questo metodo.

6. Sviluppo utilizzando prodotti chimici:

Gli agenti disperdenti vengono più volte aggiunti all'acqua utilizzata per il back-washing o il jetting. Gli agenti disperdenti contrastano la proprietà dell'argilla di aderire alle particelle di sabbia. I comuni agenti disperdenti che sono piuttosto efficaci sono vari polifosfati come il pirofosfato di Tetrasodio. Tripolifosfato di sodio, esametafosfato di sodio (calgon) e sodio deptafosfato. Una volta che l'agente disperdente neutralizza la proprietà colloidale dell'argilla, può essere facilmente rimosso mediante risveglio e back-washing.

Ultimamente due prodotti chimici, vale a dire acido cloridrico e biossido di carbonio solido (chiamato anche ghiaccio secco) sono utilizzati per lo sviluppo dei pozzi. Nel pozzo da sviluppare si aggiunge acido cloridrico e il pozzo è sigillato nella parte superiore. Un back-wash viene creato forzando l'aria compressa nel pozzo.

Di conseguenza l'acqua miscelata con acido cloridrico entra nella formazione attorno allo schermo. Il sigillo superiore è ora rimosso e ghiaccio secco o anidride carbonica solida viene lasciato cadere nel pozzo. La sublimazione avviene e nel processo viene rilasciato l'anidride carbonica. Di conseguenza l'alta pressione si accumula nel pozzo. Quando la pressione viene rilasciata, l'acqua fangosa viene spinta verso l'alto e viene espulsa dal pozzo sotto forma di getto. Quindi lo sviluppo per bene è compiuto.

Questo metodo viene anche utilizzato per rimuovere incrostazioni e corrosione degli schermi dei pozzetti. Quando un pozzo viene perforato in uno sviluppo di roccia sedimentaria, lo sviluppo viene effettuato sciogliendo parzialmente il materiale di cementazione. Quindi cavità più grandi e aperture si formano attorno al pozzo. Quando un tubo penetra bene nella formazione rocciosa, lo sviluppo viene fatto fratturando la formazione rocciosa circostante per creare ulteriori aperture. Quindi più acqua entra nel pozzo attraverso la formazione di rocce fratturate.