إلى أي عمق يجب تركيب بطانة قطعة الفلوت الخام؟

بطانة ناي سولينست فارغة على بكرة الشحن

لسوء الحظ، لا يُعرف توزيع الضغط في البئر، وبالتالي لا يُعرف التدرج الضغطي في الجزء المتبقي من البئر المفتوح. ولذلك، فإن أي تقدير لسرعة منخفضة بما يكفي يجب أن يعتمد على الفهم العام للوضع الهيدرولوجي المحلي. ومع ذلك، هناك بعض الافتراضات التي يمكن اعتبارها آمنة إلى حد معقول:

1. إذا كانت كل النفاذية المتبقية في البئر أسفل البطانة موجودة في منطقة واحدة ذات ارتفاع رأسي موحد، فلن تكون هناك منطقة مصدر تدفع المياه للخروج من تلك المنطقة المتبقية. وبالتالي، فإن البئر يكون محكم الإغلاق بشكل كافٍ إلى الأبد.
2. إذا كان التدفق الخارج من الجزء غير المُحكم الإغلاق من البئر لا يتجاوز حجم الجزء المتبقي من البئر المفتوح، فلن يختلف ذلك عن دفع البطانة إلى قاع البئر. ولا يُعد الوقت الذي قد يستغرق فيه حدوث هذا القدر من التدفق مصدر قلق؛ حيث يتم حساب هذا الوقت فيما يلي.
3. بعد انتهاء فترة التدفق تلك، سيصبح التدفق اللاحق مصدر قلق إذا كانت منطقة التدفق الداخلي ملوثة بينما كانت منطقة التدفق الخارجي غير ملوثة.
4. يرتبط معدل التدفق الخارج من الفتحة الموجودة أسفل البطانة ارتباطًا مباشرًا بنسبة الفرق في الارتفاع الدافع الطبيعي في ذلك الجزء المفتوح من الفتحة إلى الارتفاع الدافع أثناء تركيب البطانة. ونحن نعرف معدل التدفق أثناء التركيب. ويمكن تقدير التدفق الخارج بناءً على أي فرق افتراضي في الارتفاع الدافع في الفاصل غير المُحكم.
5. ما لم يمتد المقطع غير المُحكم بين طبقتين مانعتين للتسرب، فمن المرجح أن يكون فرق الضغط في المقطع الواقع أسفل البطانة صغيرًا نسبيًّا.

تسمح التعميمات المذكورة أعلاه بتقدير معدل التدفق الخارج من الفاصل الموجود أسفل البطانة.

أثناء إجراء مسح نموذجي للتوصيلية الهيدروليكية لبئر، عادةً ما نوقف القياس عندما تنخفض سرعة البطانة إلى أقل من 0.001 قدم/ثانية، أو 0.06 قدم/دقيقة (قيمة أعلى بالنسبة للثقوب الأصغر حجمًا). وهذا يعني أن الحبل/البطانة تتقدم داخل البئر بسرعة تبلغ ضعف تلك السرعة، أي 1.5 بوصة/دقيقة. بالنسبة لحفرة اسمية مقاس 5 بوصات، فإن ذلك يمثل حوالي 0.06 جالون/دقيقة مع ارتفاع الضغط الدافع النموذجي لدينا الذي يتراوح بين 15 و20 قدمًا. وهذا يتوافق مع نفاذية متبقية في الحفرة تبلغ ~ 0.02 سم²/ثانية. إذا كان 20 قدمًا من البئر مفتوحًا أسفل البطانة في ذلك الوقت، فيمكننا تقدير الوقت الذي سيستغرقه تفريغ حجم الماء الموجود في البئر أسفل البطانة إلى التكوين، إذا افترضنا وجود فرق في ارتفاع الضغط في البئر أسفل البطانة. بافتراض فرق ارتفاع يبلغ 0.5 قدم في الفاصل البالغ 20 قدمًا، سيستغرق الأمر 18 يومًا حتى يتم إزاحة حجم الحفرة البالغ 20 قدمًا إلى التكوين الصخري. وتنطبق هذه النتيجة على أسوأ الحالات التي يكون فيها نصف النفاذية تدفقًا داخليًّا ونصفها تدفقًا خارجيًّا من البئر. وإذا كان البئر المفتوح أطول لنفس السرعة النهائية، فإن الوقت يكون أطول بشكل متناسب.

وإذا كان فرق الارتفاع أكبر أو كانت السرعة أعلى، فإن المدة تكون أقصر بشكل متناسب. وفي معظم الحالات، يكون الحد الأقصى للتدفق الخارج من الفتحة أقل بكثير من 1٪ من التدفق عند فتح الفتحة. والسبب الرئيسي في ذلك هو أن البطانة تسد المناطق الأكثر نفاذية، وعادةً ما تقلل بشكل كبير من فرق الارتفاع الرأسي في الفتحة المفتوحة المتبقية. وعادةً ما يكون الحد الأدنى للتركيب اللازم لإجراء تحليل المقطع الجانبي أقل بكثير من الحد الأدنى للتركيب المؤقت للبطانة الفارغة.

تُظهر خبرتنا في قياس توزيع الموصلية أن معظم الثقوب يتم سدها بشكل جيد في غضون أقل من حوالي ساعتين من تركيب البطانة الفارغة. إذا كانت هناك منطقة ذات تدفق سريع بالقرب من قاع الحفرة، فيمكن إنجاز العملية في وقت أقل بكثير. أما إذا كانت الحفرة تتمتع بنفاذية إجمالية منخفضة جدًّا، وكان معظمها يتركز في الجزء السفلي من الحفرة، فقد يكون من العملي أن يستمر التثبيت لأكثر من ساعتين. ستؤدي سرعة الحبل الموصى بها أثناء التركيب إلى ترك منطقة نفاذية أسفل البطانة تبلغ حوالي 0.2^{سم²/ثانية}. ويُقترح إنهاء عملية التركيب عندما يتحرك الحبل/البطانة داخل الحفرة بسرعة أقل من أو تساوي:

الحد الأدنى لسرعة الحبل/البطانة = 20 بوصة/دقيقة × (dH/15 قدم) × (3 بوصات/r)^²

حيث يمثل dH ارتفاع الضغط المستخدم بالقدم (عادةً ما يكون عمق منسوب المياه الجوفية أو أقل من 20 قدمًا)، و r هو نصف قطر الحفرة. بالنسبة لحفرة قطرها 6 بوصات وارتفاع ضغط يبلغ 15 قدمًا، فإن الحد الأقصى لسرعة الحبل سيكون 20 بوصة/دقيقة. بالنسبة لرأس الدفع البالغ 15 قدمًا، يعني هذا غالبًا أن عملية التركيب تستغرق حوالي ساعتين أو أقل. وهذا يترك نفاذية متبقية تحت البطانة تبلغ 0.2^{سم²/ثانية}.

يُفضل قياس السرعة عند وجود شد يبلغ حوالي 5 أرطال على الحبل. ولا يتأثر هذا الحد الأقصى بطول الثقب. فإذا كان طول رأس الدفع 5 أقدام فقط في الفتحة التي يبلغ قطرها 6 بوصات، فإن السرعة القصوى ستنخفض إلى حوالي 7 بوصات في الدقيقة. ومن الواضح أن استخدام رأس دفع يزيد طوله عن 5 أقدام يؤدي إلى زيادة السرعة. ولحسن الحظ، يمكن الحصول على السرعة القصوى بشكل مفاجئ جدًّا عندما تمر البطانة بمسار التدفق الرئيسي الأخير.

إذا كانت نفاذية لسبب خاص ما (على سبيل المثال، 0.1 مقابل 0.2^{سم²/ثانية})، يمكن تخفيض السرعة الدنيا بشكل متناسب. وسيؤدي ذلك إلى إطالة مدة التركيب وكذلك الإزالة.

إذا كان من المقرر ترك البطانة في مكانها لبضعة أسابيع فقط، فلا داعي لإحكام سد الفتحة بنفس الدرجة المطلوبة في حالة بقائها لفترة أطول. ويمكن تحديد سرعة الحبل عن طريق وضع علامة عليه على بعد عشرين بوصة من قمة الغلاف، وقياس الوقت الذي تستغرقه العلامة للوصول إلى الغلاف. وإذا استغرق ذلك حوالي دقيقة واحدة، فقد حان الوقت للنظر في ربط الحبل/البطانة. وغالبًا ما يكون من المفيد تركيب البطانة حتى نصف طولها على الأقل بحيث يبقى الحبل فقط خارج الحفرة. لكن ذلك مجرد إجراء مريح، وليس ضرورة.

من الاعتبارات العملية المهمة أن الوقت اللازم لإزالة البطانة يماثل الوقت الذي يستغرقه تركيبها. فإذا وصلت السرعة إلى مستوى منخفض جدًّا، ثم تم ملء البطانة دون ربطها بمثبت عند فوهة البئر لمنع هبوطها، فستستمر البطانة في الانزلاق إلى أسفل البئر حتى ينفد الضغط الزائد داخلها. وينطوي ذلك على عيبين هما عدم توفر ضغط فائض كافٍ في البطانة بأكملها لتوفير إحكام جيد، وقد يتطلب الأمر وقتًا طويلاً جدًّا لإزالة البطانة عن طريق الانقلاب. ويُوصى بشدة بعدم السماح للبطانة بالانزلاق إلى الأسفل حتى يتلاشى الضغط الفائض دون إعادة ملء البطانة.

يجب أن يتم تركيب البطانة وإزالتها مع الفهم الجيد للإجراءات المتبعة في كلتا الحالتين. ويمكن الاطلاع على هذه الإجراءات
من شركة Solinst Flute عبر الموقع الإلكتروني [email protected]، أو بالاتصال على الرقم +1 (505)-852-0128.