DE3620979A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von horizontal angelegten wassergewinnungssystemen, insbesondere von horizontalfilterbrunnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von hori­ zontal oder annähernd horizontal angelegten Wassergewinnungs­ systemen mit festen Metallfiltern, insbesondere von Horizontal­ filterbrunnen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In den Gebieten, in denen die geohydrologischen Voraussetzun­ gen dazu die Möglichkeit bieten, d. h. wo über ständigen und bedeutenden Wassernachfluß verfügende Kiesschichten auf­ zufinden sind, sind die darin angelegten sogenannten Hori­ zontalfilterbrunnen zur Deckung eines bedeutenden Wasser­ bedarfes ausgezeichnet geeignet. Diese Horizontalfilter­ brunnen sind im allgemeinen mit einem 12-15 m tiefen Schacht versehen, welcher einen Durchmesser von 2-5 m aufweist, wobei von diesem Schacht aus strahlenförmig sechs bis acht, im allge­ meinen 40-70 m lange, horizontal oder annähernd horizontal angeordnete geschlitzte Filterrohre aus Metall vorgetrieben sind.

Beim Bau von Horizontalfilterbrunnen, vor ihrer Inbetrieb­ setzung sind die Filterrohre zur Sicherung einer besseren Wasserdurchlaßfähigkeit und dadurch einer größeren Wasserergiebigkeit, bzw. zur Verhinderung der Verringerung der Wasserergiebigkeit infolge von sich während des Betriebes von bereits betriebenen Systemen bildenden chemischen oder mechanischen Ablagerungen zu reinigen.

In der bisher üblichen Praxis wird die Reinigung der Horizon­ talfilterbrunnen im allgemeinen mittels Hochdruckpumpen, mit Hilfe von in die Filterrohre eingeführten Spülköpfen durch­ geführt. Während der Spülung reinigt die über eine maximale Leistung verfügende Pumpe mit einer unter einem Druck von 180 atm eingeführten Waschflüssigkeit die Filterschlitze bzw. die Rohrwand.

Die Effektivität der Behandlung hängt von der chemischen (Auflösefähigkeit) und der mechanischen Wirksamkeit der verwendeten Flüssigkeit ab. Die Möglichkeiten der Anwendung chemischer Lösungsmittel sind durch die Korrosionsgefahr der aus Stahlrohren ausgebildeten Filterrohre stark begrenzt, gleichzeitig setzen die technischen Möglichkeiten auch der Steigerung der mechanischen Wirkung eine Grenze. Das bedeutet, daß die Effektivität der auf herkömmliche Weise erfolgenden Reinigung praktisch nicht mehr erhöht werden kann.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht in der Entwicklung einer Lösung zur Reinigung von Wasserge­ winnungssystemen der eingangs genannten Art, insbesondere von Horizontalfilterbrunnen, welche gegenüber den bekannten Lösungen eine effektivere, schnellere und kostengünstigere Reinigung ermöglicht und gleichzeitig die auf die Stahlrohre schädigend wirkende chemische Korrosion vollständig beseitigt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die gestellte Aufgabe mit in den Filterrohren entsprechend ausgeführter Sprengung gelöst werden kann, wobei während der Sprengung zuerst eine Schubwirkung und danach eine Saugwirkung auftritt, welche dann sich abdämpfend abklingt. Über die unmittelbare mechanische Wirkung hinaus bewegt die Explosionskraft über die Schlitze auch die Flüssigkeit in der umgebenden Kiesschicht und saugt die feinkörnige Fraktion an, wodurch die Durchlaßfähigkeit in der das Filterrohr umgebenden Zone verbessert wird und dadurch die Wasserergiebigkeit gesteigert wird. Diese Methode kann daher auch vorzugsweise bei der Inbetriebsetzung von neuen Horizontalfilterbrunnen zur Steigerung der Wasserergiebigkeit verwendet werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die horizontale oder annähernd horizontale Filterrohre jeweils eine Sprengschnur eingeführt wird und das Filterrohr, bzw. dessen Umgebung durch Sprengung der axial angeordneten Sprengschnur gereinigt wird.

Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die mittels der Sprengschnur erfolgende Reinigung von dem inneren Ende der Filterrohre nach außen fortschreitend in 10-20 m Abschnitten durchgeführt wird.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sprengschnur aus dem Schacht des Horizontalfilter­ brunnens an eine durch Schnellverbindung abschnittsweise verlängerbare Füllvorrichtung befestigt in den zu reinigenden Abschnitt des Filterrohres geführt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Sprengschnur über ein an das Filterrohr angefügtes und über den Ruhewasserstand des Brunnens herausgeführtes, gebogenes Rohr an ein flexibles Führungselement befestigt in den zu reini­ genden Abschnitt des Filterrohres geführt.

Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn nach der Sprengung der Sprengschnur mittels eines Hochdruckspülkopfes eine an sich bekannte Spülung durchgeführt wird.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, genauer zur Einführung der Sprengschnur in den zu reinigenden Abschnitt geeignete, erfindungsgemäße Vorrichtung weist aneinander anfügbare Stabelemente auf, deren Anschlußenden in gleicher Länge mit einem Halbquerschnitt ausgebildet sind, wobei das eine Anschlußende mit einer Radialbohrung und das andere Anschlußende mit einem in die Bohrung passenden Stift versehen sind, desweiteren auf den Stabelementen vor den Anschlußenden jeweils ein Anschlagring angeordnet ist, wobei an dem einem Anschlagring eine, die beiden Anschlußenden umgebende Hülse und an dem anderen Anschlagring eine die Hülse an den ersten Anschlagring pressende Druckfeder abgestützt ist, darüber hinaus an dem Mantel der Stabelemente Halteelemente zur Festhaltung der Sprengschnur befestigt sind.

Zur Durchführung einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine weitere Einrichtung, welche einen in das Filterrohr in einem Stück einschiebbaren, langen, flexiblen Grundkörper aufweist, an welchem in vorgegebenen Abständen die Festhaltung der Sprengschnur sichernde Halteelemente befestigt sind. Der Grundkörper kann zum Beispiel aus elastischem Stahlband oder aus einem Polyesterstab mit Glasfaserverstärkung ausgebildet sein.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus­ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt einer zur Einführung der Sprengschnur geeigneten, gemäß der Erfindung ausgebildeten Füll­ vorrichtung im auseinandermontierten Zustand in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Füllvorrichtung gemäß Fig. 1 im zusammenmontiertem Zustand, und

Fig. 3 die Anordnung einer in die Filterrohre von außen einführbaren Füllvorrichtung in einem Horizontal­ filterbrunnen, schematisch dargestellt.

Wie bereits oben beschrieben wurde, besteht das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß in die zu reinigenden Filterrohre eines Horizontalfilterbrunnens jeweils eine an sich bekannte, im Handel erhältliche Sprengschnur eingeführt wird und das Filterrohr bzw. dessen Umgebung durch Sprengung der Sprengschnur gereinigt wird. Zur Einführung der Sprengschnur in die Filterrohre und der Anordnung der Sprengschnur in den Filterrohren wurden mehrere Lösungsvarianten entwickelt. Eine zur Realisierung einer der möglichen Varianten geeignete Einrichtung ist in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Die in diesen Figuren dargestellte Füllvorrichtung weist aneinander mit Schnell­ verbindung abschnittsweise anfügbare, ein-zwei Meter lange Stabelemente 1 auf, deren Anschlußenden 2 und 3 in gleicher Länge mit einem Halbquerschnitt ausgebildet sind, wobei das eine Anschlußende 2 mit einer radialen Bohrung 4 und das andere Anschlußende 3 mit einem in die Bohrung 4 passenden Stift 5 versehen ist. Auf den Stabelementen 1 ist vor den Anschlußenden 2, 3 jeweils ein Anschlagring 6 befestigt, wobei sich dem einen der Anschlagringe 6 eine die beiden aneinanderge­ fügten Anschlußenden 2, 3 umgebende Hülse 7, und dem anderen der Anschlagringe 6 eine die Hülse 7 an den ersten Anschlagring 6 pressende Druckfeder 8 abstützt, wodurch eine stabile Verbindung gesichert wird.

An dem Mantel der Stabelemente 1 sind Halteringe 9 befestigt, welche zur Festhaltung der Sprengschnur 10 und zur Ausspannung der Sprengschnur 10 bei deren Einführung in die Filterrohre dient. Bei der Anwendung der oben beschriebenen Vorrichtung wird so vorgegangen, daß die Filterrohre des Horizontal­ filterbrunnens mit Ausnahme des zu reinigenden Filterrohres abgeschlossen werden, aus dem Schacht des Horizontalfilter­ brunnens das Wasser mindestens soweit abgepumpt wird, bis der Zugang zur Mündung des zu reinigenden Filterrohres gesichert ist und von dem Schacht aus die Füllvorrichtung durch abschnittsweise erfolgendes Verlängern eingeführt wird, wobei die Sprengschnur an der Füllvorrichtung befestigt ist. Das Gehäuse des zum Anlassen der Sprengschnur dienenden Zünders wird ebenfalls an die Füllvorrichtung befestigt.

Nachdem die Sprengschnur mit der Füllvorrichtung in den zu reinigenden Abschnitt eingeführt wurde, dessen Länge vorzugsweise ca. 10-20 m beträgt, wird von der Tagesober­ fläche aus mit Hilfe einer Sprengmaschine die Sprengung vorgenommen, deren Kraft weder das Filterrohr noch die Füllvorrichtung beschädigt, die Effektivität der Reinigung jedoch gemäß den obigen Ausführungen um ein Vielfaches erhöht. Eine andere Möglichkeit zur Einführung der Spreng­ schnur in die Filterrohre ist in Fig. 3 veranschaulicht. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß an dem mit einem Schieber 13 abschließbaren Ende eines von dem unteren Teil eines Schachtes 11 des Horizontalfilterbrunnens ausgehenden, horizontal oder annähernd horizontal angelegten Filter­ rohres 12 ein gebogenes Rohr 14 angeschlossen ist, welches über den Ruhewasserstand 15 des Horizontalfilterbrunnens herausgeführt ist. Bei dieser Lösung wird die Sprengschnur 10 an ein flexibles Führungselement 16 befestigt in den zu reinigenden Filterrohrabschnitt geführt, wobei der Grund­ körper des Führungselementes zum Beispiel aus einem elastischen Stahlband oder einem Polyesterstab mit Glas­ faserverstärkung oder aus anderem Material mit ähnlichen Eigenschaften gefertigt sein kann. Das flexible Führungs­ element 16 ist vorzugsweise mit ähnlichen Halteringen 9 wie die in den anderen Figuren dargestellte Füllvorrichtung oder mit anderen Halteelementen zur Festhaltung der Sprengschnur 10 und zu deren Ausspannung bei ihrer Einführung in das Filterrohr versehen.

Die Sprengung der Sprengschnur erfolgt auch bei dieser Ausführungsform von der Tagesoberfläche aus mit Hilfe einer Sprengmaschine.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus­ gebildeten Vorrichtungen wurden anhand von Horizontalfilter­ brunnen erläutert, die erfindungsgemäße Lösung kann jedoch auch bei allen ähnlich aufgebauten Systemen zur Wasser­ gewinnung, z. B. bei Grundwasserableitungssystemen verwendet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur wasserergiebigkeitssteigernden, bzw. regenerierenden Reinigung von horizontal oder annähernd horizontal angelegten Wassergewinnungssystemen mit festen Metallfiltern, insbesondere von Horizontalfilterbrunnen, dadurch gekennzeichnet, daß in die horizontalen oder annähernd horizontalen Filterrohre jeweils eine Sprengschnur eingeführt wird und das Filterrohr bzw. dessen Umgebung durch Sprengung der axial angeordneten Sprengschnur gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reinigung mittels Sprengschnur vom inneren Ende der Filterrohre ausgehend nach außen in 10-20 m-Abschnitten fortgesetzt durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengschnur von dem Schacht des ausgepumpten Horizontalfilterbrunnens an eine durch Schnellverbindung abschnittsweise verlängerbare Füll­ vorrichtung befestigt in den zu reinigenden Abschnitt des Filterrohres geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengschnur über ein an das Filterrohr angefügtes und über den Ruhe­ wasserstand des Brunnens herausgeführtes, gebogenes Rohr an ein flexibles Führungselement befestigt in den zu reinigenden Abschnitt des Filterrohres geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Sprengung der Sprengschnur eine an sich bekannte Spülung vorgenommen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aneinander abschnittsweise anfügbare Stabelemente (1) vorgesehen sind, deren Anschlußenden (2, 3) in gleicher Länge mit einem Halbquerschnitt ausgebildet sind, wobei das eine Anschlußende (2) mit einer radialen Bohrung (4) versehen ist, während das andere Anschlußende (3) einen in die Bohrung (4) passenden Stift (5) aufweist, desweiteren an den Stabelementen (1) vor den Anschlußenden (2, 3) jeweils ein Anschlagring (6) befestigt ist, wobei an dem einen der Anschlagringe (6) eine die beiden Anschlußenden (2, 3) umgebende Hülse (7) und an dem anderen Anschlagring eine die Hülse (7) an den ersten Anschlagring (6) pressende Druckfeder (8) abgestützt ist, daß weiterhin an dem Mantel der Stab­ elemente (1) Halteelemente zur Festhaltung der Sprengschnur (10) befestigt sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Filterrohr in einem Stück einschiebbarer, langer, flexibler Grundkörper vorgesehen ist, an welchem in vorgegebenen Abständen Halteelemente zur Festhaltung der Zündschnur (10) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper aus elastischem Stahlband gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper aus einem Polyesterstab mit Glasfaserverstärkung ausgebildet ist.