wiercenia kierunkowe
Nowe zastosowania technologii HDD
z wykorzystaniem płuczek beziłowych
Płuczka polimerowa beziłowa do instalacji rurociągów drenarskich
ednym z najnowszych zastosowań technologii HDD na ryn-
Jkach światowych, jest instalacja rur drenażowych. Zakres
zastosowania takich instalacji jest bardzo szeroki i obejmuje
między innymi:
- wydobywanie wody pitnej,
- regulację poziomu wód gruntowych,
- oczyszczanie oraz izolację miejsc skażonych,
- pozyskiwanie energii geotermalnej.
Elementem charakterystycznym technologii HDD jest zastoso-
wanie cieczy tiksotropowej jako czynnika:
- przenoszącego moc hydrauliczną na ścianę otworu wiertni-
czego,
- transportującego urobek na powierzchnię,
- zmniejszającego tarcie w otworze,
- chłodzącego zestaw wgłębny,
Rys.1. Płuczka na bazie produktu MODIFLOW 050 posiada możliwość recy-
- stabilizującego otwór wiertniczy.
klingu oraz stabilizuje skutecznie piaski i żwiry, przy równoczesnej względnie
Ciecz ta stanowi zazwyczaj suspensję bentonitową na bazie
niskiej lepkości plastycznej
wody, która oprócz wymaganych parametrów reologicznych,
tworzy na ścianie otworu osad iłowy o małej przepuszczalności.
W przypadku instalacji rurociągów przesyłowych, zjawisko to
jest czynnikiem wspomagającym proces wiercenia. Jednakże
w czasie wykonywania prac drenarskich, zjawisko to powodując
kolmatację strefy przyotworowej w warstwach produktywnych,
jest zjawiskiem bardzo niepożądanym.
W czasie instalacji rur drenażowych konieczne jest zatem sto-
sowanie płuczek biologicznie rozkładalnych, aby w ten sposób
zapobiec zatkaniu strefy przyotworowej, przez którą odbywa
się przepływ w rodzimej formacji. Zastosowanie tradycyjnej
suspensji bentonitowej wywarłoby trwały negatywny wpływ na
przepuszczalność warstw produktywnych.
Firma Haustadt & Timmermann Bohrtechnik z Duisburga,
niezadowolona z właściwości i wydajności płuczek wiertniczych
Rys. 2. MODIFLOW 050 posiada zdolność biologicznej degradacji, a naturalny
znajdujących się dotychczas w sprzedaży, zwróciła się do firmy
czas rozkładu wynosi około jednego tygodnia
Phrikolat Drilling Specialties GmbH z Siegburga, która jest
współwłaścicielem firmy BDC Poland, ze zleceniem opracowa-
nia nowej mieszaniny polimerowej, która jest w stanie sprostać produkt, który już po upływie około 20 minut jest gotowy do
następującym wymaganiom: użytku.
- powinna być w stanie zapewnić bezpieczną instalację rury Mieszanka składająca się z różnych polimerów, o nazwie han-
filtrowej dla poziomego ujęcia wody gruntowej w gruntach dlowej MODIFLOW 050, posiada możliwość biologicznej degra-
o zmiennych właściwościach fizycznych, dacji, recyklingu oraz stabilizuje skutecznie piaski i żwiry, przy
- powinna pozwalać na wykonanie wiercenia na długości równocześnie względnie niskiej lepkości plastycznej. Płuczka na
większej niż 500 m, bazie tego produktu posiada dobrą wytrzymałość strukturalną
- powinna ulegać biologicznej degradacji. i wysoką granicę płynięcia. W wyniku tego, uzyskuje się dosko-
Przy rozwiązywaniu powyższego zadania, firma Phrikolat nałą zdolność wynoszenia urobku nawet przy małych prędko-
sięgnęła do własnej receptury polimeru, sprawdzonego przy ściach przepływu.
wierceniach studni głębinowych. Recepturę tę zmodyfikowano Nawet w przypadku warstw o dużej granulacji, można przy
w laboratorium firmy, tak by sprostała nowym wymaganiom. użyciu jedynie 0,8% MODIFLOW 050 usunąć zwierciny i wyko-
Ostatecznie zaoferowano klientowi skuteczny i łatwy w użyciu nać bezpiecznie otwór wiertniczy.
Stefan Gottschalk - Phrikolat Drilling Specialties GmbH,
Mirosław Mrozik - BDC Poland Spółka z o.o.
80
Inżynieria Bezwykopowa maj 2004
wiercenia kierunkowe
MODIFLOW 050 posiada zdolność biologicznej degradacji, w celu instalacji elementu studni wykonanego według normy
a naturalny czas rozkładu >80% jego objętości wynosi około jed- DIN 100. Otwór ten wydrążony w najgłębszym miejscu niecki
nego tygodnia. Pomimo tego, należy przepłukać zainstalowany odprowadza uwolnione wody gruntowe spadkiem grawitacyj-
dren po zakończeniu prac wiertniczych, zgodnie z wytycznymi nym do urządzenia odwadniającego zamontowanego w wyrobi-
regionalnymi, tak aby wypłukać zwierciny pozostałe w otworze sku odkrywkowym.
wiertniczym oraz aby móc zagwarantować przypływ wody do Ze względu na fakt, że oś niecki przebiega mniej więcej pio-
otworu. nowo w stosunku do rozbudowanego wyrobiska odkrywkowe-
go, dren skraca się za każdym razem po przejściu koparki z ko-
Drenaż strefy skażonej łem czerpakowym. Dlatego jako materiał filtrujący zastosowano
Celem następnego przedsięwzięcia z wykorzystaniem Modi- podatną na obróbkę skrawaniem rurę PEHD ze szczelinami
flow 050 była ochrona wyrobiska odkrywkowego graniczącego o szerokości wynoszącej 0,5 mm. Filtr tego typu można przy-
ze starą rafinerią, przed skażeniem zanieczyszczoną wodą grun- cinać bez stwarzania dodatkowych utrudnień w użytkowaniau
tową. sprzętu ciężkiego podczas eksploatacji kopalni.
Zleceniodawca zamierzał w celu ochrony przed zagrożeniem
zbudować ścianę szczelinową w połączeniu z odpowiednim sys- Podsumowanie
temem drenażowym. Wykonanie zadania zlecono wspomnianej Dla właściwej selekcji płynów wiertniczych należy uwzględ-
wcześniej firmie Haustadt & Timmermann. O wyborze wyko- nić specyfikę gruntu oraz szczególne wymogi dotyczące samego
nawcy zadecydowała proponowana technologia rozwiązania budowania drenów i otworów studziennych. Stwarzając nowy
oraz odpowiednie doświadczenie w wykonawstwie otworów produkt MODIFLOW 050, firma Phrikolat Drilling Special-
z rurą filtrową o poziomym ujęciu wody metodą HDD. ties wprowadziła na rynek produkt, przy pomocy którego
Charakterystyczną cechą warunków geologicznych wystę- można w pełni bezpiecznie instalować studnie drenarskie z rurą
pujących na terenie wiercenia była struktura warstwowa z wy- filtrową o poziomym ujęciu wody w technologii HDD, a także
stępującymi znaczącymi zaburzeniami położenia warstw oraz skutecznie je użytkować w trudnych warunkach geologicznych.
ich niejednorodność jeśli chodzi o skład granulometryczny. n
W ramach badań wstępnych wykonanych przed rozpoczęciem
prac wiertniczych, zbadano warstwy wypełnienia w postaci glin,
margli, lignitów oraz żwirów tarasowch.
Warunki hydrogeologiczne podobnie jak warunki geologiczne
były również bardzo skomplikowane. Ogółem, ciek wody grun-
towej płynie w kierunku pozostałości po wyrobisku odkryw-
kowym. W efekcie planowania, zdecydowano się na drenaż
równoległy do ściany szczelinowej, aby móc w ten sposób ująć
i odprowadzić spiętrzającą się wodę od strony rafinerii. Zarzą-
dzono wykonanie drenażu poniżej przyszłego poziomu wody
po odwodnieniu, z wysokością przykrycia wynoszącą do 12 me-
trów. Długość efektywnego działania drenażu wynosiła 655 m.
Drenaż został rozmieszczony w dwóch odcinkach o długości
395 oraz 595 m, tak aby punkty rozpoczęcia prac wiertniczych
oraz punkty montażowe znajdowały się odpowiednio poza stre-
fą skażoną. W wyniku tego, można było w znacznym stopniu
Zapraszamy
ograniczyć niezbędne działania dotyczące bezpieczeństwa i hi-
gieny pracy.
Jako materiał do obudowy otworu wiertniczego zastosowano
na naszą
filtry ze stali szlachetnej w postaci drutu nawojowego z two-
rzywa V4A, zgodne z normą DIN 200, o szerokości szczelin
dopasowanych do formacji gruntowej, w których filtr został
stronę:
posadowiony, wynoszących od 0,1 do 1,0 mm.
Po udanym zastosowaniu nowej technologii, w krótkim czasie
wykonano z sukcesem kolejny projekt przy użyciu preparatu
MODIFLOW 050.
www.i-b.pl
Wykonanie przewiertu odwadniającego przed
wyrobiskiem odkrywkowym
W celu odwodnienia gruntu w związku z przygotowywaniem
terenu pod przyszłe wydobycie węgla brunatnego, przeprowa-
dzono w jednym z wyrobisk odkrywkowych w Niemczech Środ-
kowych, odwadniający przewiert w technologii HDD.
Stosując powszechną technologię odwadniania poprzez
zamknięcia brzeżne przy pomocy serii studni dla pionowego
ujęcia wody, nie można było uzyskać zaplanowanych wyni-
ków w nieckowym odcinku w części eksploatowanego terenu.
Zjawiska erozji przy skarpie oraz ograniczenia w eksploatacji
wyrobiska odkrywkowego wymusiły na przedsiębiorstwie ko-
palnianym wykonanie przewiertu HDD o długości 610 metrów,
81
Inżynieria Bezwykopowa maj 2004