Hoe diep moet een fluitkern worden geplaatst?

Solinst Fluitvoering op Verzendrol

Helaas is de drukverdeling in het boorgat niet bekend, waardoor ook de drukgradiënt in het resterende open boorgat onbekend is. Daarom moet elke beoordeling of de stroomsnelheid voldoende laag is, gebaseerd zijn op het algemene inzicht in de lokale hydrologische situatie. Er zijn echter enkele redelijk betrouwbare aannames:

1. Als de gehele resterende doorlatendheid in het boorgat onder de voering zich in één zone met een gelijkmatige verticale druk bevindt, is er geen bronzone die water uit die resterende zone kan verdringen. Daarom is het boorgat voorgoed voldoende afgedicht.
2. Als de stroming uit het niet-afgedichte deel van het boorgat niet meer zou bedragen dan het resterende volume van het open boorgat, zou dat hetzelfde zijn als het naar de bodem van het boorgat duwen van de voering. De tijd waarin een dergelijke stroming kan optreden, is niet van belang. Die tijd wordt hierna berekend.
3. Na die doorstroomtijd zou de daaropvolgende doorstroming een punt van zorg zijn als de instroomzone verontreinigd was en de uitstroomzone niet.
4. Het debiet uit de boorgatonderkant onder de voering staat in direct verband met de verhouding tussen het natuurlijke drukverschil in dat open gedeelte van het boorgat en de druk tijdens de installatie van de voering. We kennen het debiet tijdens de installatie. De uitstroom kan worden geschat op basis van elk verondersteld drukverschil in het niet-afgedichte interval.
5. Tenzij het niet-afgedichte interval zich over twee aquitarden uitstrekt, zal het hoogteverschil in het interval onder de bekleding waarschijnlijk relatief klein zijn.

Aan de hand van bovenstaande generalisaties kan men de uitstroomsnelheid uit het interval onder de voering schatten.

Bij het uitvoeren van een standaard profileringsmeting van de hydraulische geleidbaarheid in een boorgat stoppen we de meting doorgaans wanneer de snelheid van de voering daalt tot minder dan 0,001 ft/sec, of 0,06 ft/min (een hogere waarde voor kleinere gaten). Dat betekent dat de kabel/voering met een snelheid van het dubbele daarvan, oftewel 1,5 inch/min, in de boring voortbeweegt. Voor een nominaal 5 inch-gat is dat ongeveer 0,06 gal/min bij onze gebruikelijke aandrijfhoogte van 15-20 ft. Dit komt overeen met een resterende transmissiviteit in het gat van ~ 0,02 cm²/s. Als op dat moment 20 ft van het boorgat onder de voering open is, kunnen we schatten hoe lang het zou duren om dat watervolume in het gat onder de voering in de formatie te lozen, als we uitgaan van een drukverschil in het gat onder de voering. Bij een verondersteld drukverschil van 0,5 ft in het interval van 20 ft zou het 18 dagen duren voordat dat boorgatvolume van 20 ft in de formatie is verdrongen. Dat resultaat geldt voor het slechtst denkbare scenario, waarin de helft van de transmissiviteit uit instroom en de andere helft uit uitstroom uit het boorgat bestond. Als het open boorgat bij dezelfde eindsnelheid langer is, duurt het evenredig langer.

Als het drukverschil groter is of de stroomsnelheid hoger, is de tijd evenredig korter. In de meeste gevallen bedraagt de maximale doorstroming uit het gat veel minder dan 1% van de doorstroming bij een open gat. De belangrijkste reden hiervoor is dat de voering de meer doorlatende zones afdicht en doorgaans het verticale drukverschil in het resterende open boorgat drastisch vermindert. De installatiedrempel voor profilering ligt over het algemeen ruim onder de drempel voor de installatie van een tijdelijke blinde voering.

Uit onze ervaring met het opstellen van geleidbaarheidsprofielen blijkt dat de meeste gaten binnen ongeveer 2 uur na het aanbrengen van de blanco voering goed zijn afgedicht. Als er zich nabij de bodem van het boorgat een zone met een sterke stroming bevindt, kan de installatie in veel minder tijd worden uitgevoerd. Als het boorgat een zeer lage totale transmissiviteit heeft en het grootste deel daarvan zich in het onderste deel van het boorgat bevindt, kan het zinvol zijn om de installatie langer dan 2 uur te laten duren. De aanbevolen snelheid van de installatiekabel zorgt voor een doorlatende zone onder de voering van ~0,2^cm²/s. Het wordt aanbevolen de installatie te beëindigen wanneer de kabel/voering met een snelheid van minder dan of gelijk aan het volgende in het boorgat beweegt:

Minimale snelheid van de kabel/voering = 20 inches/min. × (dH/15′) × (3″/r)^²

Waarbij dH de stuwhoogte in feet is (meestal de diepte tot het grondwaterpeil of minder dan 20 ft), en r de straal van het boorgat. Voor een boorgat met een diameter van 6″ en een stuwhoogte van 15 ft zou de grenswaarde voor de snelheid van de trekkoord 20 inches/minuut bedragen. Bij een aandrijfhoogte van 15 ft betekent dit vaak een installatietijd van ongeveer 2 uur of minder. Dit laat een resterende transmissiviteit onder de bekleding over van 0,2^cm²/s.

De snelheid kan het beste worden gemeten met een spanning van ongeveer 5 lb op de kabel. Deze grenswaarde is onafhankelijk van de lengte van het gat. Als de aandrijfkop slechts 5 ft in het 6″ gat zit, zou de grenswaarde dalen tot ~7″/min. Het is uiteraard sneller om een aandrijfkop te gebruiken die langer is dan 5 ft. Gelukkig kan de grenssnelheid zeer abrupt worden bereikt wanneer de voering het laatste belangrijke stromingspad passeert.

Als een lagere transmissiviteit vereist is om een of andere speciale reden (bijv. 0,1 versus 0,2^cm²/s), kan de minimumsnelheid evenredig worden verlaagd. Dit zal zowel de installatie als de verwijdering vertragen.

Als de voering slechts enkele weken op zijn plaats blijft zitten, is het niet nodig om het gat zo grondig af te dichten als bij een langere inbouwduur. De snelheid van de trekkoord kan worden bepaald door op twintig inch vanaf de bovenkant van de buis een markering aan te brengen en te meten hoe lang het duurt voordat de markering de buis bereikt. Als dat ongeveer 1 minuut duurt, is het tijd om te overwegen de tether/voering vast te zetten. Het is vaak handig om de voering tot minstens de helft van de lengte te plaatsen, zodat alleen de tether buiten het gat blijft. Maar dat is een gemak, geen noodzaak.

Een belangrijk praktisch aspect is dat de tijd die nodig is om de voering te verwijderen ongeveer even lang is als de tijd die nodig is om de voering te plaatsen. Als men een zeer lage snelheid bereikt en vervolgens de voering vult zonder deze aan een anker bij de boorkop vast te maken om te voorkomen dat deze naar beneden zakt, zal de voering zich verder door de boorput voortbewegen totdat de overdruk in de voering is verdwenen. Dit heeft twee nadelen: er is onvoldoende overdruk in de gehele voering om een goede afdichting te garanderen, en het kan zeer lang duren om de voering door inversie te verwijderen. Het wordt ten zeerste aanbevolen om de voering niet verder te laten zakken totdat de overdruk is afgenomen, zonder de voering tussentijds opnieuw te vullen.

Het plaatsen en verwijderen van de voering moet gebeuren met een goed begrip van de procedure voor beide handelingen. Die procedure
is verkrijgbaar bij Solinst Flute via [email protected], of door te bellen naar +1 (505)-852-0128.