모델 405 워터 플루트 시스템 시료 채취 지침

라이너 내 수위는 시추공 내에서 라이너가 제대로 밀봉되도록 지층 수위보다 약 10피트 높아야 합니다(최소 5피트의 초과 수두). 지층 수위는 각 포트의 “펌프 튜브”를 통해 측정할 수 있습니다. 라이너 내부의 수위는 시료 채취 튜브 옆에 있는 “TAG”라고 표시된 1/2 x 5/8″ 튜브에 태그를 부착하여 표시해야 합니다. 라이너 내부 수위를 태그 튜브 바깥쪽에서 측정하는 경우, 라이너 손상을 방지하기 위해 추를 단 태그 라인을 매우 천천히 내려야 합니다. 라이너 내부에 물을 보충하려면 라이너에 직접 물을 붓거나 TAG 튜브를 통해 물을 주입하면 되며, 둘 중 더 쉬운 방법을 선택하면 됩니다. 라이너를 지층 수위의 최고점보다 10피트 이상 높게 채우지 마십시오. 각 시료 채취 작업 전에 라이너 내부의 수위를 반드시 확인해야 합니다.

펌핑 시스템으로 유입되는 물의 흐름은 그림 2-1에 나와 있습니다. 물은 지층에서 스페이서 기공 공간을 거쳐 포트 튜브와 첫 번째 체크 밸브를 통과한 후 “펌프 튜브”를 채웁니다. 동시에 “시료관”도 채워집니다. 펌프관 내의 수위는 해당 포트의 지하수면 높이까지 상승합니다.

펌프 시스템의 유량 관련 구성 요소

1. 펌프 빠른 연결
2. TAG 튜브
3. 튜빙 번들의 테더 지원
4. 씰링 라이너
5. 모니터링 간격을 정의하는 스페이서
6. 샘플 튜브
7. 두 번째 체크 밸브
8. “U”의 바닥
9. 포트-펌프 튜브
10. 첫 번째 체크 밸브
11. 펌프 튜브
12. 스페이서 쓰루 라이너 뒤 포트
13. 펌프의 포메이션 헤드

물은 가스 압력을 이용하여 펌핑됩니다. 플루트 펌프는 시료의 공기 혼입 위험이 매우 낮도록 설계되었습니다. 가스 공급원은 일반적으로 규정된 구동 압력을 설정할 수 있는 조절기가 장착된 질소 실린더입니다. 플루트 가스 구동 시스템의 구성은 그림 3-1에 나와 있습니다. 조절기는 후술할 적절한 가스 압력으로 설정됩니다.

플루트 가스 구동 시스템 배치

1. 가스통
2. 규제 기관
3. 게이지
4. 3방향 밸브
5. 빠른 연결
6. 시료 용기
7. 펌프 튜브
8. 샘플 튜브
9. 시료 이송 끝부분의 기체/물 계면
10. “U” 아래쪽
11. 첫 번째 체크 밸브 (닫힘)
12. 공기 유입 방지 장치

먼저 레귤레이터를 가스통 상단의 연결부에 부착합니다(질소통의 경우 특수 질소용 레귤레이터 연결부를 사용합니다). 너트를 단단히 조이십시오. 압력 조절기 손잡이를 시계 반대 방향으로 돌리다가 자유롭게 움직일 때까지(무압 상태) 돌립니다. 조절기(가스통 쪽)에 있는 메인 밸브를 시계 방향으로 돌려 완전히 닫습니다. 가스통의 밸브를 시계 반대 방향으로 돌려 엽니다. 레귤레이터에 있는 메인 가스통 압력 게이지가 가스통의 압력까지 올라갑니다. 플루트 펌프 드라이버의 압력 게이지에 압력이 상승하기 시작할 때까지 레귤레이터 밸브를 시계 방향으로 돌려 닫습니다(3방향 밸브가 닫혀 있고 퀵 커넥트에서 유체가 유출되지 않는 상태). Flute에서 제공한 퍼징에 적합한 압력으로 레귤레이터를 조정하십시오. 퀵 커넥터를 펌프 튜브의 상단 피팅에 연결하십시오(그림 3-1 참조). 3방향 밸브를 열어 펌프 내의 물을 배출하십시오.

펌프 튜브에 가스 압력을 가함으로써 튜브에서 물이 펌핑됩니다(그림 2-1 및 3-1). 물은 펌프 튜브를 따라 아래로 이동한 후, 두 번째 체크 밸브를 통과하여 시료 튜브를 통해 지면으로 올라옵니다. 물의 흐름에 이어 시료 튜브에서 가스가 배출되면 퍼지 스트로크(약 1 gal.의 물)가 완료됩니다. 이후 펌프 튜브가 다시 채워질 수 있도록 시스템 내의 압력을 배출해야 합니다. 포트 튜브를 통한 재충전 유량은 포트 튜브의 물, 스페이서의 기공 공간에 있는 물, 그리고 매질에서 유입된 물로 구성됩니다. 펌프 튜브의 용적이 상대적으로 크기 때문에, 재충전 유량의 대부분은 매질에서 유입됩니다.

펌프 튜브를 두 번째로 퍼지하면 스페이서와 포트 튜브 내부에 남아 있던 물을 모두 제거할 수 있습니다. 튜브와 스페이서에 남아 있는 물은 지층수와는 다를 가능성이 높으므로, 이 과정을 반드시 수행할 것을 강력히 권장합니다. 재충전이 신속하게 이루어졌다면, 두 번째 퍼지 시의 물 양은 첫 번째 퍼지 시와 비슷할 것입니다. 라이너나 스페이서와 오랫동안 접촉했을 가능성이 있는 물을 제거하기 위해, 두 번 더 퍼지 작업을 수행하여 총 네 번의 퍼지 작업을 실시하는 것이 권장됩니다.

시료 채취 흐름은 펌프 튜브 하단을 통해 가스를 주입하는 데 필요한 압력보다 낮은 “권장 시료 채취 압력”을 사용하여 구동하는 것이 가장 좋습니다. 권장 압력은 물이 큰 튜브의 하단 근처까지 밀려오게 하되, 하단을 벗어나지는 않는 수준입니다. 이 권장 압력은 각 시스템과 함께 제공되는 스프레드시트에서 계산됩니다.

시료 채취 주기의 첫 번째 유량은 퍼지 주기 후 튜브 내에 남아 있는 물방울을 씻어냅니다. 이 잔류수에는 휘발성 성분이 거의 남아 있지 않습니다. 실험 결과, 시료 유량의 첫 번째 튜브 분량은 휘발성 성분이 거의 제거된 상태이므로 버려야 하는 것으로 나타났습니다(이 “버릴 분량”도 스프레드시트에 계산되어 있습니다). 그 후, 시료 튜브의 유출부에서 시료를 채취할 수 있습니다. 버려야 할 부피는 스프레드시트에 “버릴 부피”로 표시되어 있습니다. 시료 튜브의 물 유량은 처음에는 빠르게 흐르다가 점차 느려지고, 결국 멈춥니다. 이는 밀려나는 물 기둥이 가해진 압력/수두에 근접함에 따라 발생합니다. 일반적인 시료 채취 압력은 펌프 튜브(U자형) 바닥에서 25피트 이내까지 도달합니다. 펌프 튜브 내에 남아 있는 넓은 완충 구역은 시료의 공기 혼입을 방지합니다.

각 포트의 수위는 펌프 튜브 상단의 마개를 제거한 후, 가느다란(약 1/4인치) 전기식 수위계를 펌프 튜브 내의 수위에 닿을 때까지 내려보내어 수동으로 측정할 수 있습니다.

큰 튜브의 수위가 현재 수위와 다를 수 있습니다. 시료 채취 후, 두 번째 체크 밸브에서 누수가 발생하면(튜브 내 모래 유입 등), 시료 튜브의 물이 큰 튜브로 역류하여, 재충전 과정에서 큰 튜브를 채우는 물의 양에 더해질 수 있습니다. 또한, 수위 측정 간격 동안 지층의 수위가 떨어지고 있는 경우, 제1 체크 밸브가 제대로 밀봉되어 있다면 펌프 튜브 내의 수위는 지층 수위의 하락 추세를 따르지 않게 됩니다. 이 두 가지 이유와 아래에서 언급할 동결 우려를 고려할 때, 시료 채취 스트로크를 마무리할 때는 압력을 “퍼지 압력” 값까지 올려 펌핑 시스템 내의 물을 모두 배출하는 것이 가장 좋습니다. 그러면 재충전 시 수위는 각 포트의 현재 수두가 됩니다. 시료 채취 작업 사이에 수두 측정이 이루어지는 경우, 각 포트의 펌핑 시스템을 먼저 한 번 작동시켜 튜빙이 현재 수두 값까지 재충전되도록 해야 합니다. 시료 채취를 마친 후에는 항상 펌프 튜브 상단의 마개를 다시 끼워야 합니다.

표면 근처의 시료 채취 튜브 내 물이 얼 가능성이 있는 경우, 시료 채취를 마친 후 현장을 떠나기 전에 각 시료 채취 라인의 물을 모두 배출해야 합니다. 물을 완전히 제거할 때는 시료 채취 압력이 아닌 권장 배출 압력을 사용하십시오. 배출이 완료되면 각 라인에서 가스가 배출되어야 합니다.

각 포트에 사용되는 플루트 펌핑 시스템은 길이와 펌프 용량, 시추공 내 높이 측면에서 본질적으로 동일합니다. 이를 통해 모든 포트를 동시에 배기하고 시료를 채취할 수 있어 시료 채취 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 동시 시료 채취 시 유일한 차이점은 압력 공급원에 유정 헤드의 각 포트 피팅으로 연결되는 튜브가 포함되어야 한다는 점입니다. 플루트(Flute)는 추가 비용을 지불하면 매니폴드 펌프 구동 시스템을 제공합니다(단일 포트 구동 장치는 워터 플루트(Water Flute)와 함께 제공됩니다). 권장되는 퍼지 및 시료 채취 압력은 단일 포트 시료 채취 시 사용되는 압력과 동일합니다.

경우에 따라서는 동시 퍼지 과정에서 물이 모두 배출되었을 때 시료 채취 시스템의 부력이 너무 커져, 튜브 번들이 라이너를 뒤집어 놓을 수 있습니다. 라이너와 함께 제공되는 시료 채취량 스프레드시트에는 해당 시스템에서 동시 퍼지가 가능한지 여부가 명시되어 있습니다. 이는 구멍 직경이 작거나, 포트 수가 많거나, 라이너 내의 여유 수두가 작은 경우에만 문제가 됩니다. 새로운 펌프 설계 덕분에 대부분의 상황에서 동시 시료 채취가 가능합니다.

다음 체크리스트 형태로 간략한 요약을 제시합니다:

1. 라이너의 수위를 확인하거나 원래 상태로 되돌리십시오.
2. 가스 공급원을 해당 포트의 가스 구동(펌프) 튜브에 연결하십시오.
3. 레귤레이터를 권장 퍼지 압력으로 설정하십시오.
4. 3방향 밸브를 돌리고 권장 퍼지 압력으로 튜브 내의 물을 배출하십시오. 퍼지가 제대로 이루어졌는지 확인하기 위해 배출된 물의 양을 측정하십시오. 퍼지 과정의 물 배출 시간(약 4분)을 기록하십시오.
5. 튜브에 액체가 다시 채워지도록 기다리십시오. 퍼지 과정을 반복하십시오. 제거된 양이 최소한 “포트 튜브 용적”만큼 되는지 확인하기 위해 퍼지된 액체를 수집하십시오.
6. 총 4회 정도 헹구고, 원한다면 더 헹구어도 됩니다.
7. 시료 흡입을 위해 튜브에 액체가 다시 채워지도록 하십시오.
8. 구동 압력을 “시료 채취 압력”으로 낮춥니다. 압력을 가한 후, 첫 번째 유량을 채취하여 배출량을 측정합니다. 그 물은 버립니다. 시료를 채취합니다.
9. 구동 압력을 퍼지 압력 값까지 올려 시료 채취 라인에 남아 있는 물을 최종적으로 배출하십시오.
10. 시료 채취 시스템에 물이 다시 채워지면, 원할 경우 현재 지하수位的 수위를 기록해 두십시오. 포트 시스템의 물이 매우 느리게 채워지는 경우에는 나중에 기록하십시오.

권장 퍼지 및 시료 채취 압력에 대해서는 각 워터 플루트와 함께 제공된 스프레드시트를 참조하십시오. 이 압력 값은 여러 포트를 동시에 퍼지할 때도 사용할 수 있습니다. 스프레드시트에는 모든 포트를 동시에 퍼지해서는 안 되는 상황이 표시되어 있습니다. 대부분의 경우, 여러 포트를 동시에 퍼지할 수 있습니다.