DE10019174C2

DE10019174C2 - Process for introducing regeneration and treatment liquids into vertical and horizontal wells

Info

Publication number: DE10019174C2
Application number: DE10019174A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wicklein; Sven Steusloff
Original assignee: Berliner Wasserbetriebe Anstalt des Offentlichen Rechts
Current assignee: Berliner Wasserbetriebe Anstalt des Offentlichen Rechts
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: ATE258255T1; EP1143076A3; DE50101341D1; DE10019174A1; EP1143076B1; EP1143076A2

Abstract

Introduction of regeneration and treatment liquids into vertical and horizontal wells exhibiting aging phenomena involves use of explosive charges detonated simultaneously or sequentially. According the generation and treatment liquids are introduced before or between individual detonations, and are exploded in a filter section of the well to remove incrustations and other undesirable matter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Regenerier- und Behand lungsflüssigkeiten, die bei der Regenerierung und Behandlung von vertikalen und horizontalen Brunnen durch schonende Sprengungen Anwendung findet.The invention relates to a method for introducing regeneration and treatment fluids used in the regeneration and treatment of vertical and horizontal wells are used by gentle blasting.

In Brunnen bilden und lagern sich mit zunehmendem Brunnenalter Inkrustationen und Feststoffe ab, die dazu führen, dass der Grundwasserleiter, die Filterkiesschüt tung und die Filterrohre für Wasser immer undurchlässiger werden. Die wasserweg samen Porenräume werden zugesetzt, dadurch erhöht sich die Wasserspiegelab senkung und die Ergiebigkeit der Brunnen wird geringer.In wells, incrustations form and accumulate as the age of the well increases and solids that cause the aquifer, the filter gravel tion and the filter tubes are becoming increasingly impermeable to water. The waterway seed pore spaces are added, which increases the water level lowering and the productivity of the wells is reduced.

Zur Regenerierung und Behandlung dieser gealterten Brunnen sind verschiedene Verfahren bekannt.There are several ways to regenerate and treat these aged wells Process known.

So sind mechanische Verfahren durch Bürsten und hydromechanische Verfahren durch Eindringen eines Wasserstrahls in den Bereich der Filterrohre und in die Filter kiesschüttung vorhanden. Diese Verfahren zur Regenerierung verockerter Brunnen sind durch einen hohen maschinellen Aufwand in Verbindung mit großem Verschleiß nachteilig.So are mechanical processes by brushing and hydromechanical processes by penetration of a water jet into the area of the filter tubes and into the filters gravel fill available. This method of regenerating blocked water wells are due to a high level of mechanical effort combined with great wear disadvantageous.

Nach der Fachzeitschrift bbr Wasser und Rohrbau, Bieske Bohrbrunnen (Ausga be 6/1998, Seite 20 bis 26; Ausgabe 9/1998 Seite 33 bis 39; Ausgabe 9/1999, Seite 24 bis 28), sind Verfahren zur chemischen Regenerierung und präventiven Behand lung bekannt, die das abschnittweise Einbringen des Regeneriermittels mit gleichzei tiger oder nachfolgender Bearbeitung von Teilfilterstrecken beschreiben. Nach der DE 41 33 531 wird weiterhin ein Verfahren zur kombinierten mechanischen und chemischen Brunnenregenerierung mit einem Druckmittel beschrieben. Diese Verfahren sind sehr zeitaufwendig und die Eindringtiefe ist begrenzt. Durch die abschnittsweise Bearbeitung der Filter, kommt es nur zu einem teilweisen, diskonti nuierlichen Kontakt zwischen den Ablagerungen und eingebrachten Substanzen im bohrlochnahen Bereich. According to the trade journal bbr Wasser und Rohrbau, Bieske Bohrbrunnen (ed be 6/1998, pages 20 to 26; Issue 9/1998 pages 33 to 39; Issue 9/1999, page 24 to 28), are processes for chemical regeneration and preventive treatment ment known that the sectionwise introduction of the regenerant with at the same time Describe tiger or subsequent processing of partial filter sections. According to DE 41 33 531 a method for combined mechanical and chemical well regeneration with a pressure medium. These procedures are very time consuming and the depth of penetration is limited. Through the Sectional processing of the filters, there is only a partial, discount Nuclear contact between the deposits and introduced substances in the area near the borehole.

Nachteilig bei diesen Verfahren ist, dass die Regenerierung nicht an allen Stellen des Brunnens effektiv wirkt.A disadvantage of these processes is that the regeneration is not carried out at all points in the process Well works effectively.

Des weiteren sind ein Verfahren zur Brunnenregenerierung durch schonende Spren gungen bekannt (gwf, 103. Jahrgang, 1999, Heft 16, Seite 395; DE-Z, bbr 2/99, S. 18 bis 24). Bei diesen Verfahren werden kleine Sprengstoffladungen in einem Brunnen eingeführt und in verzögerter Folge gezündet. Nach den Sprengungen werden die gelösten Inkrustationen und Ablagerungen durch Abpumpen des Brunnenwassers entfernt.Furthermore, there is a process for well regeneration by gentle blasting known (gwf, 103rd year, 1999, issue 16, page 395; DE-Z, bbr 2/99, p. 18 to 24). With these procedures, small explosive charges are placed in a well introduced and ignited in delayed order. After the explosions, the dissolved incrustations and deposits by pumping out the well water away.

Nach der DE-OS 36 20 979 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in das Filterrohr eines Horizontalfilterbrunnens axial eine Sprengschnur eingeführt und der Horizontalstrang durch die Sprengung der Sprengschnur regeneriert wird.According to DE-OS 36 20 979 a method is known in which one in the filter tube Horizontal filter well axially inserted an explosive cord and the horizontal strand is regenerated by detonating the detonating cord.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das durch Einbringen von Sprengladungen sowie Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten eine effektive Re generation und Prävention von horizontalen und vertikalen Brunnen ermöglicht.The object of the invention is to provide a method which can be achieved by introducing Explosive charges as well as regeneration and treatment fluids an effective re generation and prevention of horizontal and vertical wells.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mittels Sprengladungen, die sich aus einer oder mehreren Sprengschnüren zusammensetzen, auf die ge samte Strecke im Filterrohr verteilt und gleichzeitig oder nacheinander zur Detonati on gebracht werden, Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten in einer Filterstrecke gleichzeitig eingesprengt werden.According to the invention, the object is achieved in that by means of explosive charges, which are composed of one or more detonating cords on which ge The entire route is distributed in the filter tube and at the same time or one after the other to Detonati be brought, regeneration and treatment liquids in a filter section be blown up at the same time.

Diese Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten werden vor oder zwischen den ein zelnen Detonationen durch Bearbeiten ein- oder mehrmals eingeimpft und verteilt.These regeneration and treatment fluids are in front of or between the one individual detonations are inoculated and distributed one or more times by processing.

Durch die bei der Detonation entstehende Druckwelle, die unter Wasser den Cha rakter einer Stoßwelle hat, werden die angrenzenden Materialien, wie Filterrohre, Filterkies, Grundwasserleiter, mit einem elastischen Impuls beaufschlagt. Dieser Im puls wird von einem sehr breiten Frequenzband getragen, das differenziert auf die Materialien wirkt. Unterschiedliche elastische Eigenschaften von Filterrohr, Filterkies, anstehender Geologie und Ablagerungen führen zu Kontrasten zwischen den Mate rialien, die eine relative Bewegung verursachen. Diese Eigenschaften sind ursächlich für den Lösungsprozess von anhaftenden und abgelagerten Inkrustationen und feine ren Kornfraktionen verantwortlich. Die Stoßwelle durchläuft innerhalb von Mikrose kunden den Bereich des Brunnens, verliert durch Reflexion und Absorbtion an Ener gie, und läuft im Umfeld des Brunnens aus.Due to the pressure wave generated during the detonation, which causes the cha of a shock wave, the adjacent materials, such as filter tubes, Filter gravel, aquifer, with an elastic impulse. This Im pulse is carried by a very broad frequency band that differentiates between the Materials works. Different elastic properties of filter tube, filter gravel, upcoming geology and deposits lead to contrasts between the mate materials that cause relative movement. These properties are the cause for the solution process of adhering and deposited incrustations and fine responsible grain fractions. The shock wave passes through within microse customers the area of the well, loses to energy by reflection and absorption gie, and runs out around the fountain.

Die bei der Detonation zeitverzögert zur Stoßwelle entstehende Gasblase dehnt sich aus und zieht sich aufgrund des im Brunnen vorhandenen hydrostatischen Druckes sowie der Volumenverringerung innerhalb der Gasblase schlagartig zusammen. Die Ausdehnung der Gasblase führt zu einer Schubwelle, die die Regenerier- und Be handlungsflüssigkeiten in den durch die Stoßwelle aufgebrochenen Materialverbund transportiert. Dort reagieren die eingesprengten Regenerier- und Behandlungsflüs sigkeiten.The gas bubble that occurs during the detonation with a time delay to the shock wave expands and pulls out due to the hydrostatic pressure in the well as well as the reduction in volume within the gas bubble. The Expansion of the gas bubble leads to a shear wave, which the regeneration and loading fluids in the composite material broken up by the shock wave transported. There the sprinkled regeneration and treatment rivers react fluids.

Durch das nachfolgende Zusammenziehen der Gasblase werden die gelösten Stoffe durch die Filterschlitze in den Brunnen hineingerissen.Through the subsequent contraction of the gas bubble, the solutes become torn into the well through the filter slots.

Der intermittierende Ablauf der Expansions- und Kompressionsvorgänge der Gas blase führt zu einer Behandlung und Säuberung der wasserwegsamen Porenräume. Die Anzahl der Gasblasenzyklen ist abhängig von der Menge des eingesetzten Sprengstoffes sowie der umgebenden geologischen und hydrologischen Bedingun gen.The intermittent flow of gas expansion and compression processes bladder leads to treatment and cleansing of the waterway pore spaces. The number of gas bubble cycles depends on the amount used Explosives and the surrounding geological and hydrological conditions gene.

Neben dem hydromechanischen Lösungsprozess durch die Stoßwelle zwischen den Ablagerungen, dem Filterrohr sowie dem Filterkies wirken die eingebrachten Rege nerier- und Behandlungsflüssigkeiten gleichzeitig auf der gesamten Filterstrecke des Brunnens.In addition to the hydromechanical solution process by the shock wave between the Deposits, the filter tube and the filter gravel have an effect on the rain nerier and treatment liquids simultaneously on the entire filter section of the Well.

Die gelösten Inkrustationen und die Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten wer den anschließend bis zur Reinheit des Wassers entfernt.The dissolved incrustations and the regeneration and treatment fluids which is then removed until the water is pure.

Die Menge der Sprengladungen und der Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten werden in der Filterstrecke in Abhängigkeit vom Filterdurchmesser, vom Zustand des Filterrohres und vom Alterungsgrad variabel gewählt.The amount of explosive charges and the regeneration and treatment fluids are in the filter section depending on the filter diameter, the condition of the Filter tube and variably selected from the degree of aging.

Auch die Anzahl, der Sprenggänge und Einimpfungen der Regenerier- und Behand lungsflüssigkeiten werden in Abhängigkeit der Brunnencharakteristik festgelegt.Also the number, the explosions and vaccinations of the regeneration and treatment fluids are determined depending on the well characteristics.

Als Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten werden vorrangig organische und an organische Säuren und deren Gemische, Mineralsalze und Phosphatlösungen ein gesetzt. Organic and other are primarily used as regeneration and treatment liquids organic acids and their mixtures, mineral salts and phosphate solutions set.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die wirksamen Regenerier- und Be handlungsflüssigkeiten gleichzeitig, schnell und tiefenorientiert eingebracht und die Eindringtiefe wird deutlich erhöht.With the inventive method, the effective regeneration and loading action fluids introduced simultaneously, quickly and in a depth-oriented manner and Penetration depth is increased significantly.

Die Regenerierung und Behandlung von Brunnen wird effektiver und nachhaltiger gestaltet.The regeneration and treatment of wells becomes more effective and sustainable designed.

Die Minimierung des Einsatzes von Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten wird durch das schrittweise Vorarbeiten begründet und durch die mechanische Wir kungsweise der Sprengungen positiv beeinflusst.Minimizing the use of regeneration and treatment fluids founded by the gradual preparatory work and by the mechanical we the explosions.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Der zu regenerierende Vertikalfilterbrunnen besitzt eine Tiefe von 45 m, einen Durchmesser von 400 mm und eine Filterstrecke von 33 m bis 43 m. Das Filtermate rial ist ein Wickeldrahtfilter. Als weiteres Brunnenausbaumaterial wird Edelstahl ver wendet.The vertical filter well to be regenerated has a depth of 45 m, one Diameter of 400 mm and a filter section from 33 m to 43 m. The filter mat rial is a winding wire filter. Stainless steel is used as another well lining material applies.

Nach der Außerbetriebnahme des Brunnens und dem Ausbau der Fördereinrichtun gen wird dieser mit einer Unterwasserkamera analysiert.After decommissioning the well and expanding the conveyor gen is analyzed with an underwater camera.

Es erfolgt eine mechanische Reinigung der gesamten Brunnenausbauverrohrung und danach eine erneute Kamera-Analyse.The entire well construction piping is mechanically cleaned and then another camera analysis.

Als Regenerier- und Behandlungsflüssigkeit wird eine Wasserstoffperoxidlösung verwendet. Diese Lösung wird mittels Hochdrucktechnik in einer Konzentration von 1 bis 10%, um die keim- und bakterientötende Wirkung zur Eindämmung von biologi schen Verockerungsvorgängen auszunutzen, eingeimpft und beispielsweise mittels Ventilkolben verteilt.A hydrogen peroxide solution is used as the regeneration and treatment liquid used. This solution is made using high pressure technology in a concentration of 1 up to 10% to the germ and bactericidal effect to contain biological Exploiting constipation processes, inoculated and, for example, by means of Distributed valve piston.

Danach wird die Sprengladung mit einer spezifischen Sprengstoffmenge von 1 bis 200 g/m in einer Sprengschnur im Filterrohr eingebracht.Then the explosive charge with a specific amount of explosives from 1 to 200 g / m introduced in an detonating cord in the filter tube.

Die Wasserstoffperoxidlösung wird durch die Wirkungsweise der Detonation der Sprengladung durch das Filterrohr in die wasserwegsamen Porenräume einge sprengt. Die Einwirkzeit beträgt ungefähr 1 bis 4 Stunden. Danach wird ein Kurz pumpversuch mit Kamera-Analyse durchgeführt.The hydrogen peroxide solution is detonated by the mode of action Explosive charge inserted through the filter tube into the waterway-rich pore spaces blasts. The exposure time is approximately 1 to 4 hours. After that, a short Pumping test carried out with camera analysis.

Nach Auswertung der Ergebnisse können die Einsprengungen wiederholt werden. Zur restlosen Entfernung der gelösten Ablagerungen und Inkrustationen sowie der Regenerier- und Behandlungsflüssigkeiten erfolgt eine Intensiventnahme. After evaluating the results, the explosions can be repeated. For the complete removal of the loosened deposits and incrustations as well as the Regeneration and treatment fluids are intensively withdrawn.

Zum Abschluss wird eine weitere Kamera-Analyse und ein weiterer Pumpversuch durchgeführt.Finally, another camera analysis and another pump test carried out.

Als letzter Arbeitsschritt werden die Fördereinrichtungen wieder eingebaut und der Brunnen wird in Betrieb genommen.As a last step, the conveyor systems are reinstalled and the Well is put into operation.

Claims

1. A method for introducing regeneration and treatment fluids in vertical and horizontal wells that show signs of aging, characterized in that by means of explosive charges that are detonated simultaneously or successively, regeneration and treatment fluids that occur before or between the individual detonations can be injected one or more times by pumping in and distributed, can be blown into a filter section.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of explosive charges and the regeneration and treatment liquids in the filter section depending on the filter diameter and the condition of the Filter tube and the degree of aging can be selected variably.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that as regeneration and treatment liquids primarily organic and anorga African acids and their mixtures as well as mineral salts and phosphate solutions be used.