System wielopoziomowy CMT FAQ: Często zadawane pytania

Nie. System został zaprojektowany do montażu na jednej ciągłej długości, eliminując w ten sposób możliwość przecieków na połączeniach.

Z tego co słyszymy, zdecydowanie TAK! System ten jest jednak wciąż nowy dla wielu osób, w tym dla wielu stanowych i lokalnych organów regulacyjnych. Jednak po zapoznaniu się z systemem większość organów regulacyjnych z całego serca popiera korzystanie z odwiertów CMT. Z niecierpliwością czekają na lepszą definicję smugi, jaką zapewnia wielopoziomowe monitorowanie, zwłaszcza w porównaniu z próbkami złożonymi z długo monitorowanych studni monitorujących, którymi musieli się zadowolić w przeszłości. Powszechną obawą wyrażaną przez społeczność regulacyjną jest integralność uszczelnień pierścieniowych otworów wiertniczych, które zapobiegają pionowemu przemieszczaniu się wód gruntowych między różnymi strefami. Jest to jedna z kluczowych zalet systemu CMT. W przeciwieństwie do studni zagnieżdżonych, w których w jednym odwiercie umieszcza się kilka obudów, w przypadku systemu CMT w odwiercie znajduje się tylko jedna obudowa - a dokładniej jedna rura. Upraszcza to instalację i poprawia niezawodność uszczelnień pierścieniowych zainstalowanych między różnymi monitorowanymi strefami. Inną obawą wyrażaną przez niektóre organy regulacyjne jest jakość próbek wód gruntowych pobieranych z odwiertów CMT. Najlepszym sposobem na poinformowanie regulatora o zaletach wielopoziomowego monitorowania z wykorzystaniem systemu CMT jest skierowanie go do niedawno opublikowanego artykułu na temat systemu CMT autorstwa jego wynalazców, Murraya Einarsona i Johna Cherry'ego. Artykuł ten (Einarson and Cherry, GWMR Fall 2002) można pobrać z naszej strony internetowej.

Istnieją odchylenia chemiczne związane ze wszystkimi rodzajami studni do monitorowania wód gruntowych i pompami do pobierania próbek. Potencjalne odchylenia chemiczne związane z systemem CMT odnoszą się do (1) użycia rur polietylenowych i (2) urządzeń do pobierania próbek używanych do pobierania próbek wody. Hydrofobowe zanieczyszczenia organiczne mogą sorbować się na rurkach polietylenowych, potencjalnie powodując ujemne odchylenie próbkowania. W niektórych sytuacjach te same związki mogą dyfundować przez polietylen, albo z zewnątrz studni, albo z sąsiednich kanałów, potencjalnie powodując dodatnie odchylenie próbkowania w niektórych kanałach. Potencjalne odchylenia w przypadku zanieczyszczeń hydrofilowych, np. MTBE lub większości związków nieorganicznych, są minimalne. Dokładne omówienie tych potencjalnych błędów w próbkowaniu przedstawiono w artykule Einarsona i Cherry'ego opisującym system CMT, który został opublikowany w jesiennym numerze 2002 r. w czasopiśmie Groundwater Monitoring and Remediation. (Patrz sekcja Artykuły na tej stronie internetowej).

Zbadaliśmy pomysł wykonania rurek CMT z teflonu, ale odrzuciliśmy go z kilku powodów. Po pierwsze, teflon jest trudnym w obróbce polimerem i nie jest możliwe wytłaczanie teflonu w kształcie obecnego systemu CMT. Po drugie, teflon jest bardzo drogi, co zwiększyłoby koszt systemu CMT nawet dziesięciokrotnie. Wreszcie, teflon nie jest odporny na błędy próbkowania; hydrofobowe lotne związki organiczne mogą dyfundować przez ścianki rur teflonowych, podobnie jak przez ścianki rur polietylenowych.

Studnie CMT różnią się znacznie od "studni zagnieżdżonych". W rzeczywistości system CMT został zaprojektowany częściowo z powodu problemów związanych z odwiertami zagnieżdżonymi. Odwierty zagnieżdżone to wielopoziomowe odwierty z wieloma obudowami w jednym otworze. Ten typ konstrukcji studni był popularny w latach 70. i na początku lat 80. ubiegłego wieku. Jednak stosowanie studni zagnieżdżonych jest zdecydowanie odradzane przez US EPA i inne agencje regulacyjne ze względu na wiele udokumentowanych przypadków, w których słabe uszczelnienia między obudowami doprowadziły do wzajemnego połączenia różnych monitorowanych stref. Większość odwiertów nie jest idealnie prosta lub pionowa, a obudowy nieuchronnie przylegają do siebie w niektórych częściach odwiertu. Pelety bentonitowe i/lub zaprawy cementowe mogą nie wypełniać całkowicie przestrzeni między obudowami, powodując powstawanie pustych przestrzeni, które umożliwiają wzajemną komunikację między różnymi strefami monitorowania. W obszarach, w których odwierty zagnieżdżone są nadal dozwolone, zwykle wymagane jest stosowanie elementów dystansowych w celu oddzielenia różnych obudów w odwiercie. Zazwyczaj wymagane jest również zainstalowanie 2-calowych uszczelek pierścieniowych pomiędzy poszczególnymi obudowami studni. Wymóg ten powoduje, że odwierty muszą mieć średnicę 12 cali lub większą. Zwiększony koszt większych odwiertów szybko sprawia, że odwierty zagnieżdżone stają się mniej atrakcyjne niż klastry pojedynczych odwiertów, zwłaszcza gdy uwzględni się niepewność związaną z uszczelnieniami pierścieniowymi. W systemie CMT różne kanały monitorujące znajdują się wewnątrz rur CMT. W ten sposób w otworze wiertniczym znajduje się tylko jedna, gładkościenna rura. Rura jest wyśrodkowana wewnątrz otworu za pomocą niskoprofilowych centralizatorów Solinst, a uszczelki pierścieniowe o grubości 2 cali można łatwo i niezawodnie zainstalować w pojedynczym otworze o średnicy zaledwie 5,6 cala.

Standardy budowy studni różnią się w zależności od regionu, ale studnie CMT powinny być w pełni zgodne ze standardami budowy studni w większości obszarów. Wiele stanów i hrabstw wymaga 2-calowego pierścieniowego uszczelnienia między obudową studni a ścianą odwiertu. Jest to łatwe do osiągnięcia w przypadku studni CMT. Biorąc pod uwagę stosunkowo małą średnicę systemu (1,6 cala), wymóg 2-calowego uszczelnienia jest spełniony poprzez zainstalowanie systemu w odwiercie o średnicy 5,6 cala lub większej. Niskoprofilowe centralizatory zapewniają, że studnie CMT są wyśrodkowane w odwiercie, a materiał uszczelniający równomiernie wypełnia przestrzeń wokół rur CMT.

Zewnętrzne 6 kanałów CMT w kształcie placka mieści po 40 ml płynu na stopę liniową rurki. Środkowy kanał mieści około 30 ml na stopę liniową.

Jest ku temu kilka powodów. Po pierwsze, rurka wykonana jest z polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE), który jest niedrogim materiałem powszechnie stosowanym do pobierania próbek środowiskowych. Po drugie, w rurce nie ma żadnych połączeń; rurka jest ciągła od powierzchni ziemi do dna odwiertu. Połączenia zwiększają koszt studni monitorujących, ponieważ wymagają zaawansowanej konstrukcji i starannej obróbki, aby utrzymać wytrzymałość na rozciąganie i zapobiec wyciekom.

Opublikowano kilka artykułów opisujących wielopoziomowy system monitorowania CMT i cały czas publikowane są kolejne. Najbardziej kompletny opis systemu CMT znajduje się w artykule technicznym opublikowanym w numerze Fall 2002 czasopisma Ground Water Monitoring and Remediation (Einarson i Cherry, 2002). Należy jednak zauważyć, że od czasu napisania tego artykułu wprowadzono kilka ulepszeń do systemu. System CMT został również opisany w dokumencie American Petroleum Institute z 2000 r. zatytułowanym "Strategies for Characterizing Sites with Releases of MTBE and other Fuel Oxygenates". Te i inne dokumenty można pobrać z sekcji Dokumenty na naszej stronie internetowej.

Tak, system System Waterloo jest bardziej odpowiedni do głębszych zastosowań, zastosowań wymagających specjalnych materiałów, takich jak stal nierdzewna lub teflon oraz do zastosowań wymagających dedykowanych pomp i przetworników ciśnienia w maksymalnie 8 strefach.

W przypadku długich rur, np. powyżej 100 stóp, często niepraktyczne jest układanie rur na ziemi w miejscu pracy w celu oznaczenia i zainstalowania różnych portów wlotowych i ekranów studni. Zalecamy wcześniejsze oznaczenie lokalizacji portów na rurze i przywiezienie zwiniętej rury CMT na miejsce pracy. Następnie można zainstalować porty i ekrany w odpowiednich miejscach podczas opuszczania rur CMT do odwiertu. Alternatywnie, system CMT można zbudować w dowolnym miejscu, a następnie zwinąć i przetransportować na miejsce.

Rozważaliśmy wykonanie rurek CMT o większych średnicach, ale okazało się, że przyniosło to niepożądane skutki. Po pierwsze, zwiększenie średnicy rurki spowodowało zmniejszenie jej wytrzymałości na zginanie. Po drugie, rurki o większej średnicy były trudniejsze do zwinięcia i nie można ich było zwinąć w średnice wystarczająco małe, aby można je było wysłać zwykłymi środkami transportu. Zamiast powiększać rurki, opracowaliśmy taśmy do pomiaru poziomu wody i pompy do pobierania próbek, które z łatwością zmieściłyby się we wszystkich kanałach istniejących rurek CMT. Zobacz mierniki poziomu wody Model 101M i Model 102.

System CMT został pierwotnie opracowany przez Murraya Einarsona podczas studiów magisterskich na Uniwersytecie Waterloo w Ontario w Kanadzie. W tym czasie Murray był partnerem w kalifornijskiej firmie Precision Sampling, która zachowała prawa patentowe do systemu CMT do czasu sprzedaży firmy Precision firmie Conor Pacific Environmental w 1998 roku. W 1999 roku Murray uzyskał wyłączną własność praw patentowych od Conor Pacific i podpisał umowę z Solinst, dając im wyłączne światowe prawa do produkcji i sprzedaży systemu. Od tego czasu Solinst dalej rozwijał system CMT, projektując niezawodne uszczelnienia mechaniczne dla każdego kanału, port punktu prowadzącego umożliwiający łatwy dostęp do kanału centralnego oraz zestaw specjalistycznych narzędzi upraszczających montaż systemu.

Tysiące odwiertów CMT zostało zainstalowanych na czterech kontynentach na całym świecie. Odwierty CMT zostały zainstalowane w większości stanów USA oraz w Kanadzie, Wielkiej Brytanii, Włoszech, Singapurze i RPA.

Tak. Dostępne są specjalne złączki do pobierania próbek gazu z gleby ze wszystkich kanałów rurki CMT. Skontaktuj się z nami, aby uzyskać szczegółowe informacje.

Studnie CMT stanowią idealne wielopoziomowe studnie obserwacyjne podczas testów pompowania wód gruntowych. Testy hydrauliczne zostały również przeprowadzone w samych studniach. Większość testów przeprowadzonych do tej pory w studniach CMT to testy ślimakowe, w których sprężone powietrze jest wykorzystywane do obniżenia poziomu wody w strefie testowej. Sprężone powietrze jest nagle uwalniane, a odzyskiwanie interwału jest monitorowane poprzez pomiar rosnącego poziomu wody w czasie. Przetworniki o małej średnicy znacznie upraszczają monitorowanie odzyskiwania poziomu wody, zwłaszcza w gruboziarnistych formacjach, które szybko się odbudowują. Dobre źródło informacji na temat testów hydraulicznych w studniach o małej średnicy można znaleźć na stronie internetowej University of Kansas: http://www.geo.ku.edu

Próbki wód podziemnych ze studni CMT są nie tylko tak dobre, jak próbki pobrane z tradycyjnych studni monitorujących, ale zazwyczaj są lepsze! Co najważniejsze, próbki ze studni CMT są dyskretnymi próbkami z warstwy wodonośnej, a nie próbkami złożonymi typowymi dla konwencjonalnych studni monitorujących o długim czasie badania. W związku z tym, jeśli stężenie substancji zanieczyszczającej w próbce pobranej z określonego kanału CMT jest niskie, można mieć pewność, że stężenie w warstwie wodonośnej na tej głębokości jest rzeczywiście niskie, a nie niskie z powodu rozcieńczenia, jak może mieć to miejsce w przypadku konwencjonalnej studni monitorującej. Dodatkowa dyskusja na temat błędów próbkowania związanych z konwencjonalnymi studniami monitorującymi i zaletami technicznymi wielopoziomowego monitorowania wód podziemnych została przedstawiona w sekcji Dokumenty. Ponadto próbki wody pobrane ze studni CMT są często mniej mętne niż próbki pobrane z konwencjonalnych studni monitorujących. Rozmiar szczeliny sita i pakiet piasku w konwencjonalnej studni monitorującej jest często kompromisem ze względu na szeroki zakres rozmiarów ziaren obecnych w przesiewanym przedziale większości studni. Ekrany studni i pakiet piasku mogą być zbyt małe dla grubszych frakcji, ale zbyt duże dla drobnoziarnistych warstw w strefie ekranowanej. Prowadzi to do wysokiego poziomu zmętnienia w próbkach wody, ponieważ drobnoziarniste osady nie są skutecznie filtrowane przez sita i piaskownik. Z drugiej strony studnie CMT zazwyczaj monitorują krótkie, dyskretne interwały w warstwie wodonośnej. Ekran studni i pakiet piasku w każdej monitorowanej strefie można zoptymalizować pod kątem wielkości ziarna osadów w każdym przedziale. Każdy port wlotowy w studni CMT może mieć inny rozmiar sita i piaskownika w zależności od litologii materiałów warstwy wodonośnej w każdej monitorowanej strefie. Ta elastyczność w konstrukcji studni optymalizuje charakterystykę filtracji studni CMT, co skutkuje czystymi, pozbawionymi zmętnienia próbkami wody. Studnie CMT mają inne zalety w porównaniu z konwencjonalnymi studniami monitorującymi. Po pierwsze, objętość oczyszczania studni CMT jest bardzo mała. Oznacza to, że podczas rutynowego pobierania próbek jest mniej zanieczyszczonej wody wymagającej uzdatnienia lub usunięcia. Weźmy przypadek 4-strefowej studni CMT, która ma porty na głębokości 20, 40, 60 i 80 stóp. Zakładając, że statyczny poziom wody wynosi 10 stóp poniżej powierzchni ziemi, objętość wody wymagana do oczyszczenia dwukrotności "objętości obudowy" czterech kanałów wynosiłaby około 7 litrów lub mniej niż 2 galony! Po drugie, studnie CMT wykrywają zmiany ciśnienia piezometrycznego dokładniej niż tradycyjne studnie monitorujące. Studnie monitorujące o średnicy dwóch lub czterech cali przechowują dużo wody w porównaniu do pojedynczych kanałów w studni CMT. Duża ilość wody przechowywanej w konwencjonalnej studni monitorującej oznacza, że studnia będzie wolno reagować na zmiany ciśnienia piezometrycznego w warstwie wodonośnej. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku formacji o niskiej wydajności, gdzie wypełnienie obudowy studni do statycznego poziomu wody może wymagać tygodni, a nawet miesięcy. Z drugiej strony, studnie CMT reagują i równoważą się szybko ze względu na małą objętość różnych kanałów.

Studnie CMT różnią się znacznie od "studni zagnieżdżonych". W rzeczywistości system CMT został zaprojektowany częściowo z powodu problemów związanych z odwiertami zagnieżdżonymi. Odwierty zagnieżdżone to wielopoziomowe odwierty z wieloma obudowami w jednym otworze. Ten typ konstrukcji studni był popularny w latach 70. i na początku lat 80. ubiegłego wieku. Jednak stosowanie studni zagnieżdżonych jest zdecydowanie odradzane przez US EPA i inne agencje regulacyjne ze względu na wiele udokumentowanych przypadków, w których słabe uszczelnienia między obudowami doprowadziły do wzajemnego połączenia różnych monitorowanych stref.

Większość odwiertów nie jest idealnie prosta lub pionowa, a obudowy nieuchronnie przylegają do siebie w niektórych częściach odwiertu. Pelety bentonitowe i/lub zaprawy cementowe mogą nie wypełniać całkowicie przestrzeni między obudowami, powodując powstawanie pustych przestrzeni, które umożliwiają wzajemną komunikację między różnymi strefami monitorowania. W obszarach, w których odwierty zagnieżdżone są nadal dozwolone, zwykle wymagane jest stosowanie elementów dystansowych w celu oddzielenia różnych obudów w odwiercie. Zazwyczaj wymagane jest również zainstalowanie 2-calowych uszczelek pierścieniowych pomiędzy poszczególnymi obudowami studni. Wymóg ten powoduje, że odwierty muszą mieć średnicę 12 cali lub większą. Zwiększony koszt większych odwiertów szybko sprawia, że odwierty zagnieżdżone stają się mniej atrakcyjne niż klastry pojedynczych odwiertów, zwłaszcza gdy uwzględni się niepewność związaną z uszczelnieniami pierścieniowymi. W systemie CMT różne kanały monitorujące znajdują się wewnątrz rur CMT. W ten sposób w otworze wiertniczym znajduje się tylko jedna, gładkościenna rura. Rura jest wyśrodkowana wewnątrz otworu za pomocą niskoprofilowych centralizatorów Solinst, a uszczelki pierścieniowe o grubości 2 cali można łatwo i niezawodnie zainstalować w pojedynczym otworze o średnicy zaledwie 5,6 cala.

Standardy budowy studni różnią się w zależności od regionu, ale studnie CMT powinny być w pełni zgodne ze standardami budowy studni w większości obszarów. Wiele stanów i hrabstw wymaga 2-calowego pierścieniowego uszczelnienia między obudową studni a ścianą odwiertu. Jest to łatwe do osiągnięcia w przypadku studni CMT. Biorąc pod uwagę stosunkowo małą średnicę systemu (1,6 cala), wymóg 2-calowego uszczelnienia jest spełniony poprzez zainstalowanie systemu w odwiercie o średnicy 5,6 cala lub większej. Niskoprofilowe centralizatory zapewniają, że studnie CMT są wyśrodkowane w odwiercie, a materiał uszczelniający równomiernie wypełnia przestrzeń wokół rur CMT.

Z tego co słyszymy, zdecydowanie TAK! System ten jest jednak wciąż nowy dla wielu osób, w tym dla wielu stanowych i lokalnych organów regulacyjnych. Jednak po zapoznaniu się z systemem większość organów regulacyjnych z całego serca popiera korzystanie z odwiertów CMT. Z niecierpliwością czekają na lepszą definicję smugi, jaką zapewnia wielopoziomowe monitorowanie, zwłaszcza w porównaniu z próbkami złożonymi z długo monitorowanych studni monitorujących, którymi musieli się zadowolić w przeszłości. Powszechną obawą wyrażaną przez społeczność regulacyjną jest integralność uszczelnień pierścieniowych otworów wiertniczych, które zapobiegają pionowemu przemieszczaniu się wód gruntowych między różnymi strefami. Jest to jedna z kluczowych zalet systemu CMT. W przeciwieństwie do studni zagnieżdżonych, w których w jednym odwiercie umieszcza się kilka obudów, w przypadku systemu CMT w odwiercie znajduje się tylko jedna obudowa - a dokładniej jedna rura. Upraszcza to instalację i poprawia niezawodność uszczelnień pierścieniowych zainstalowanych między różnymi monitorowanymi strefami. Kolejną obawą wyrażaną przez niektóre organy regulacyjne jest jakość próbek wód gruntowych pobieranych z odwiertów CMT. Do niedawna jedynym sposobem pobierania próbek ze studni CMT była pompa perystaltyczna lub mini pompa bezwładnościowa. Teraz Solinst ma pompę Micro Double Valve, a integralność próbki nie jest już problemem. Kilka badań rządowych i uniwersyteckich pokazuje, że pompy pneumatyczne, takie jak Micro Double Valve, zapewniają bardzo wysoką jakość próbek wód gruntowych. Najlepszym sposobem na poinformowanie regulatora o zaletach wielopoziomowego monitorowania przy użyciu systemu CMT jest skierowanie go do niedawno opublikowanego artykułu na temat systemu CMT autorstwa jego wynalazców, Murraya Einarsona i Johna Cherry'ego. Artykuł ten (Einarson and Cherry, GWMR Fall 2002) można pobrać z naszej strony internetowej.

Opublikowano kilka artykułów opisujących wielopoziomowy system monitorowania CMT i cały czas publikowane są kolejne. Najbardziej kompletny opis systemu CMT znajduje się w artykule technicznym opublikowanym w jesiennym numerze 2002 Ground Water Monitoring and Remediation (Einarson i Cherry, 2002). Należy jednak zauważyć, że od czasu napisania tego artykułu wprowadzono kilka ulepszeń do systemu. System CMT został również opisany w dokumencie American Petroleum Institute z 2000 r. zatytułowanym "Strategies for Characterizing Sites with Releases of MTBE and other Fuel Oxygenates". Te i inne dokumenty można pobrać z sekcji Dokumenty na naszej stronie internetowej.

Studnie CMT zostały zainstalowane do maksymalnej głębokości 260 stóp. Dostępne długości kręgów to 100 stóp, 200 stóp i 300 stóp. Na specjalne zamówienie dostępne są kręgi o długości 400 stóp.

Nie. System został zaprojektowany do montażu na jednej ciągłej długości, eliminując w ten sposób możliwość przecieków na połączeniach.

Nie. Można używać dowolnej liczby kanałów. Nieużywane kanały nie mają wpływu na resztę systemu CMT. Niektórzy używają dwóch kanałów do monitorowania pojedynczej strefy. Poświęcają jeden z kanałów na pompę Micro Double Valve Pump i używają drugiego kanału do pomiaru poziomu wody. Jeśli jednak użyjesz dwóch kanałów do monitorowania pojedynczej strefy, zmniejszysz liczbę dyskretnych stref, które możesz monitorować o 50%.

Opublikowano kilka artykułów opisujących wielopoziomowy system monitorowania CMT i cały czas publikowane są kolejne. Najbardziej kompletny opis systemu CMT znajduje się w artykule technicznym opublikowanym w jesiennym numerze 2002 Ground Water Monitoring and Remediation (Einarson i Cherry, 2002). Należy jednak zauważyć, że od czasu napisania tego artykułu wprowadzono kilka ulepszeń do systemu. System CMT jest również opisany w dokumencie wytycznych Amerykańskiego Instytutu Naftowego z 2000 r. zatytułowanym "Strategie charakteryzowania miejsc uwolnienia MTBE i innych natleniaczy paliw".

W przypadku instalacji, w których piasek i granulki bentonitu są wsypywane do pierścienia odwiertu z powierzchni ziemi, zalecamy stosowanie centralizatorów CMT i średnicy odwiertu co najmniej 5 cali. Daje to instalatorowi wystarczająco dużo miejsca, aby uniknąć mostkowania piasku i bentonitu oraz umożliwia łatwy dostęp do Solinst Tag Line. Podwójnie działające nadmuchiwane pakery Solinst są dostępne na specjalne zamówienie do uszczelniania otworów 3", 3,7" i 4". Siedmiokanałowe studnie CMT mogą być instalowane w obudowach o średnicy wewnętrznej 2 cale lub większej. Instalacje te polegają na zapadaniu się formacji wokół rur CMT.

Odwierty CMT były instalowane w otworach wykonanych przy użyciu niemal wszystkich rodzajów sprzętu wiertniczego. Podsumowanie metod i technik wiertniczych do instalacji studni CMT w nieskonsolidowanych warstwach wodonośnych można znaleźć w sekcji Dokumenty i informacje na stronie internetowej Solinst.

Lista wykonawców odwiertów, którzy mają doświadczenie w instalowaniu studni CMT, znajduje się na naszej stronie internetowej. Jeśli masz wykonawcę, z którym chciałbyś współpracować, ale który jeszcze nie zainstalował studni CMT, poproś wykonawcę o kontakt z Solinst w celu wyjaśnienia różnych opcji instalacji studni CMT przy użyciu różnych typów sprzętu wiertniczego. Chętnie pomożemy Tobie i / lub Twojemu wykonawcy, aby upewnić się, że studnie CMT zostaną pomyślnie zainstalowane. Wsparcie telefoniczne jest dostępne bezpłatnie. Szkolenie na miejscu dla Ciebie i/lub Twojego kontrahenta jest dostępne za niewielką dodatkową opłatą niezbędną do pokrycia naszego czasu i kosztów podróży.

Prototypowe pakery bentonitowe były używane podczas początkowego rozwoju i testowania systemu CMT. Te uszczelki bentonitowe, opisane w artykule Einarsona i Cherry'ego z 2002 roku, okazały się zbyt trudne i czasochłonne do wykonania w terenie. Dlatego zalecamy, aby wszystkie materiały pierścieniowe, w tym uszczelki piaskowe i bentonitowe, były wylewane z powierzchni w połączeniu z centralizatorami systemu CMT.

Opracowaliśmy nadmuchiwane pakery o podwójnym działaniu, które są używane do uszczelniania przestrzeni pierścieniowej między rurą CMT a ścianą odwiertu w instalacjach skalnych. Podwójne działanie polega na tym, że wnętrze pakerów rozszerza się wraz z ich zewnętrzną częścią. Poprzez zastosowanie niewielkiego podciśnienia do pakerów, wewnętrzna dławnica nieznacznie się rozszerza. Następnie pakery z łatwością przesuwają się po rurce CMT i można je umieścić tam, gdzie jest to potrzebne. Po zwolnieniu podciśnienia wewnętrzna dławnica cofa się, mocując pakery do rurki CMT. Zaciski są przymocowane do pakerów, aby zapewnić, że nie będą się poruszać, gdy odwiert zostanie wprowadzony do otworu. Rura nadmuchująca łączy się z każdym z pakerów i rozciąga się do powierzchni ziemi. Po całkowitym wprowadzeniu odwiertu CMT, pakery są napełniane powietrzem, azotem lub wodą. Napompowanie pakerów uszczelnia zarówno pierścień odwiertu, jak i przestrzeń między rurami CMT a pakerami. Zaletą tego systemu jest to, że pakery można opróżnić, a system usunąć, gdy monitorowanie nie jest już potrzebne.

Tak. Wielu wykonawców DP instaluje 7-kanałowe studnie CMT. Odwierty są zazwyczaj instalowane wewnątrz prętów sondy wyposażonych w jednorazowe punkty napędowe. Gdy pręty sondy zostaną wysunięte na żądaną głębokość, wprowadzana jest rura CMT. Następnie pręty sondy są wycofywane, pozostawiając studnię CMT w ziemi. Większość tych instalacji przeprowadzono w formacjach piaszczystych, gdzie gleba zapada się wokół rur CMT, gdy pręty sondy są wycofywane. Instalacje w formacjach, które się nie zapadają, są trudniejsze, zwłaszcza w przypadku sond o małej średnicy. Mała średnica wewnętrzna prętów sondy pozostawia niewiele miejsca na wsypanie materiałów pierścieniowych (tj. piasku i granulek bentonitu) z powierzchni gruntu.

Najlepszym sposobem na zainstalowanie uszczelnienia pierścieniowego jest wlanie go do pierścienia odwiertu z powierzchni lub użycie rury tremie. W przypadku instalacji 7-kanałowych odwiertów CMT w ten sposób, sugerujemy wykonanie odwiertu o średnicy nie mniejszej niż 5 cali. Otwór o średnicy 5 cali lub większej zapewnia dużo miejsca na opadanie piasku i granulek bentonitu na dno otworu bez mostkowania. Należy również pamiętać o stosowaniu niskoprofilowych centralizatorów Solinst, aby utrzymać rurę CMT wyśrodkowaną w odwiercie. Centralizatory te zostały zaprojektowane w celu zminimalizowania prawdopodobieństwa mostkowania materiałów pierścieniowych podczas budowy odwiertu. Ponadto warto zastosować płytę kotwiącą, aby zapobiec podnoszeniu się rury CMT w otworze, zwłaszcza gdy obudowa napędowa (jeśli jest używana) jest stopniowo wycofywana z otworu. Płyta kotwiąca jest przykręcana bezpośrednio do portu punktu prowadzącego. Po wprowadzeniu wiertnicy CMT na dno otworu, należy umieścić warstwę piasku w najgłębszej strefie monitorowania, wsypując piasek do pierścienia, aż osiągnie on poziom określony na schemacie konstrukcyjnym odwiertu. Podczas wsypywania piasku należy często mierzyć jego głębokość za pomocą urządzenia Solinst Model 103 Tag Line. Gwarantuje to, że pakiet piasku nie znajdzie się zbyt wysoko w odwiercie. Gdy pakiet piasku znajdzie się powyżej dolnego portu monitorowania, należy wsypać granulki bentonitu, aby uszczelnić dolną strefę monitorowania i strefę leżącą powyżej. Wykonawcy donoszą o sukcesach w stosowaniu powlekanych granulek bentonitu do uszczelnień pierścieniowych. Granulat należy wsypywać powoli i często mierzyć głębokość uszczelnienia za pomocą znacznika, aby uniknąć dodania zbyt dużej ilości bentonitu. Kontynuuj dodawanie naprzemiennych warstw piasku i uszczelnień bentonitowych, jak opisano powyżej, aż do poziomów określonych w schemacie konstrukcji odwiertu. Dodatkowe informacje na temat budowy studni CMT znajdują się w naszej instrukcji instalacji CMT Model 403 (dostępnej na naszej stronie internetowej).

W przypadku długich rur, np. powyżej 100 stóp, często niepraktyczne jest układanie rur na ziemi w miejscu pracy w celu oznaczenia i zainstalowania różnych portów wlotowych i ekranów studni. Zalecamy wcześniejsze oznaczenie lokalizacji portów na rurze i przywiezienie zwiniętej rury CMT na miejsce pracy. Następnie można zainstalować porty i ekrany w odpowiednich miejscach podczas opuszczania rur CMT do odwiertu. Alternatywnie, system CMT można zbudować w dowolnym miejscu, a następnie zwinąć i przetransportować na miejsce.

Odwierty CMT mogą być cementowane ciśnieniowo przy użyciu zawiesiny bentonitowej lub cementowej. Wtłoczony płyn wypełni każdy kanał CMT i pakiet piasku przylegający do każdego portu wlotowego. W razie potrzeby studnie CMT mogą być również nawiercane.

Każdy z 6 zewnętrznych kanałów rurki CMT w kształcie placka mieści około 40 ml płynu na stopę liniową rurki. Środkowy kanał mieści około 30 ml na stopę liniową.

Nie. Można używać dowolnej liczby kanałów. Nieużywane kanały nie mają wpływu na resztę systemu CMT. Niektórzy używają dwóch kanałów do monitorowania pojedynczej strefy. Poświęcają jeden z kanałów na pompę Micro Double Valve Pump i używają drugiego kanału do pomiaru poziomu wody. Jeśli jednak użyjesz dwóch kanałów do monitorowania pojedynczej strefy, zmniejszysz liczbę dyskretnych stref, które możesz monitorować o 50%.

Poziom wody można mierzyć za pomocą taśm Solinst Model 101 lub Model 102 o małej średnicy. Jeśli wymagane jest ciągłe rejestrowanie poziomu wody, można zainstalować przetworniki Solinst Model PDCR 35/D Druck. Przetworniki można podłączyć do rejestratora danych na głowicy odwiertu lub jednostki telemetrycznej w celu zdalnego odczytu z centralnego centrum gromadzenia danych. Przetworniki te pasują tylko do zewnętrznych kanałów, a nie do węższego kanału środkowego.

Zasadniczo dostępne są 3 opcje oczyszczania i pobierania próbek w zastosowaniach o wąskiej średnicy. Pompa perystaltyczna Model 410 może być używana, gdy wysokość ssania jest mniejsza niż 25 stóp (7,5 m). Można również użyć mini pompy inercyjnej (MIP) firmy Solinst. MIP wykorzystuje rurkę wznośną o średnicy 1/4" (6 mm) wyposażoną w zawór stopowy typu "push-in". Powtarzające się ruchy w górę i w dół powodują wydobywanie próbki na powierzchnię z głębokości do 46 m (150 stóp). Przedmuchiwanie i pobieranie próbek można również wykonać za pomocą pompy model 408M Micro Double Valve, która jest idealna do pobierania próbek o niskim przepływie. Pompa 408M wykonana jest z elastycznej współosiowej rurki o średnicy 3/8" (10 mm) dostępnej w wersji LDPE do użytku na głębokości do 15 m (50 stóp) lub w wersji teflonowej do użytku na głębokości do 46 m (150 stóp).

Istnieją chemiczne odchylenia związane ze wszystkimi rodzajami studni do monitorowania wód gruntowych i pompami do pobierania próbek. Potencjalne odchylenia chemiczne związane z systemem CMT odnoszą się do (1) użycia rur polietylenowych i (2) urządzeń do pobierania próbek używanych do pobierania próbek wody. Hydrofobowe zanieczyszczenia organiczne mogą sorbować się na rurkach polietylenowych, potencjalnie powodując ujemne odchylenie próbkowania. W niektórych sytuacjach te same związki mogą dyfundować przez polietylen, albo z zewnątrz studni, albo z sąsiednich kanałów, potencjalnie powodując dodatnie odchylenie próbkowania w niektórych kanałach. Potencjalne odchylenia w przypadku zanieczyszczeń hydrofilowych, np. MTBE lub większości związków nieorganicznych, są minimalne. Dokładne omówienie tych potencjalnych odchyleń w pobieraniu próbek przedstawiono w artykule Einarsona i Cherry'ego opisującym system CMT, który został opublikowany w jesiennym numerze z 2002 r. w czasopiśmie Groundwater Monitoring and Remediation.

Próbki wód podziemnych ze studni CMT są nie tylko tak dobre, jak próbki pobrane z tradycyjnych studni monitorujących, ale zazwyczaj są lepsze! Co najważniejsze, próbki ze studni CMT są dyskretnymi próbkami z warstwy wodonośnej, a nie próbkami złożonymi typowymi dla konwencjonalnych studni monitorujących o długim czasie badania. W związku z tym, jeśli stężenie substancji zanieczyszczającej w próbce pobranej z określonego kanału CMT jest niskie, można mieć pewność, że stężenie w warstwie wodonośnej na tej głębokości jest rzeczywiście niskie, a nie niskie z powodu rozcieńczenia, jak może mieć to miejsce w przypadku konwencjonalnej studni monitorującej. Dodatkowa dyskusja na temat błędów próbkowania związanych z konwencjonalnymi studniami monitorującymi i zaletami technicznymi wielopoziomowego monitorowania wód podziemnych została przedstawiona w sekcji Dokumenty. Ponadto próbki wody pobrane ze studni CMT są często mniej mętne niż próbki pobrane z konwencjonalnych studni monitorujących. Rozmiar szczeliny sita i pakiet piasku w konwencjonalnej studni monitorującej jest często kompromisem ze względu na szeroki zakres rozmiarów ziaren obecnych w przesiewanym przedziale większości studni. Ekrany studni i pakiet piasku mogą być zbyt małe dla grubszych frakcji, ale zbyt duże dla drobnoziarnistych warstw w strefie ekranowanej. Prowadzi to do wysokiego poziomu zmętnienia w próbkach wody, ponieważ drobnoziarniste osady nie są skutecznie filtrowane przez sita i piaskownik. Z drugiej strony studnie CMT zazwyczaj monitorują krótkie, dyskretne interwały w warstwie wodonośnej. Ekran studni i pakiet piasku w każdej monitorowanej strefie można zoptymalizować pod kątem wielkości ziarna osadów w każdym przedziale. Każdy port wlotowy w studni CMT może mieć inny rozmiar sita i piaskownika w zależności od litologii materiałów warstwy wodonośnej w każdej monitorowanej strefie. Ta elastyczność w konstrukcji studni optymalizuje charakterystykę filtracji studni CMT, co skutkuje czystymi, pozbawionymi zmętnienia próbkami wody. Studnie CMT mają inne zalety w porównaniu z konwencjonalnymi studniami monitorującymi. Po pierwsze, objętość oczyszczania studni CMT jest bardzo mała. Oznacza to, że podczas rutynowego pobierania próbek jest mniej zanieczyszczonej wody wymagającej uzdatnienia lub usunięcia. Weźmy przypadek 4-strefowej studni CMT, która ma porty na głębokości 20, 40, 60 i 80 stóp. Zakładając, że statyczny poziom wody wynosi 10 stóp poniżej powierzchni ziemi, objętość wody wymagana do oczyszczenia dwukrotności "objętości obudowy" czterech kanałów wynosiłaby około 13 litrów lub mniej niż 3,5 galona! Po drugie, studnie CMT wykrywają zmiany ciśnienia piezometrycznego dokładniej niż tradycyjne studnie monitorujące. Studnie monitorujące o średnicy dwóch lub czterech cali przechowują dużo wody w porównaniu do pojedynczych kanałów w studni CMT. Duża ilość wody przechowywanej w konwencjonalnej studni monitorującej oznacza, że studnia będzie wolno reagować na zmiany ciśnienia piezometrycznego w warstwie wodonośnej. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku formacji o niskiej wydajności, gdzie tygodnie, a nawet miesiące mogą być wymagane do naładowania obudowy studni do statycznego poziomu wody. Z drugiej strony, studnie CMT reagują i równoważą się szybko ze względu na małą objętość różnych kanałów.

Tak. Dostępne są specjalne korki rozprężne do uszczelniania różnych kanałów na głowicy odwiertu. Korki mają opcjonalne zawory, które pozwalają na pobieranie próbek wód gruntowych po prostu przez otwarcie zaworów. Do korków na głowicy odwiertu można również przymocować manometry w celu pomiaru ciśnienia piezometrycznego w każdej monitorowanej strefie.

Udało nam się z powodzeniem oczyścić studnie za pomocą pomp perystaltycznych i mini pomp bezwładnościowych. Oczywiście nie można opracowywać studni CMT w taki sam sposób, jak studni wodociągowych, ale ten rodzaj rygorystycznego opracowania nie jest wymagany w przypadku studni monitorujących o małej średnicy. Celem budowy studni CMT, który zazwyczaj jest łatwy do osiągnięcia, jest ustanowienie połączenia hydraulicznego z formacją. Odwiert nie będzie w 100% wydajny, ale wartości ciśnienia hydraulicznego mierzone w odwiercie będą dokładne, a odwiert dostarczy więcej niż wystarczającą ilość wody do pobierania próbek (zakładając, że formacja jest dość przepuszczalna). Jeśli dodałeś wodę podczas wiercenia otworu lub budowy studni, najlepszym sposobem na poradzenie sobie z tym jest po prostu odczekanie kilku dni, aż dodana woda "spłynie" w dół gradientu. W przypadku miejsc o typowej prędkości przepływu wód gruntowych (0,5 do 2 stóp dziennie), woda dodana podczas wiercenia i/lub budowy studni będzie dryfować z dala od portów wlotowych CMT w ciągu kilku dni. Jeśli woda dodana podczas wiercenia ma inną przewodność elektryczną (EC) niż woda formacyjna, można monitorować EC w wodzie pompowanej z odwiertu, aby potwierdzić, że woda wiertnicza zniknęła. Niektórzy konsultanci dodali bromek potasu (obojętny znacznik powszechnie stosowany w badaniach wód gruntowych) jako znacznik do wody wiertniczej/budowlanej, a następnie monitorowali wodę płuczącą w studni CMT za pomocą elektrody specyficznej dla bromku, aby sprawdzić, czy woda wiertnicza nie znajduje się już w pobliżu studni CMT przed pobraniem próbek. Skontaktuj się z nami, aby uzyskać szczegółowe informacje.