DE389148C - Verfahren zum Ausspuelen der das Sieb eines Bohrbrunnens umgebenden Kiesschicht - Google Patents

Description

Die Wasserergiebigkeit von Bohrbrunnen läßt bekanntlich nach kurzer Zeit nach, da sich der um den Saugkorb bildende Filter durch vom Wasser mitgeführte Schlamm- und Sandteilchen verstopft. Es kann sonach die Wasserergiebigkeit eines derartigen Bohrbrunnens dadurch erhöht werden, daß man von Zeit zu Zeit die sich im Filter ansammelnden Schlamm- und Sandteilchen entfernt, ίο Hierfür eignet sich besonders eine Vorrichtung, wie sie in der deutschen Patentschrift 285159 dargestellt und beschrieben ist, mit welcher der Filter absatzweise unter Entwicklung einer so großen Geschwindigkeit des herausgenommenen Wassers abgepumpt wird, daß mit diesem Wasserstrom die Schlamm- und feinen Sandteilchen herausgespült werden. Auf diese Weise läßt sich der Filter nicht nur reinigen, sondern auch vergrößern, ; wodurch naturgemäß die Wasserergiebigkeit im normalen Betrieb erhöht wird.

Durch das Abschwemmen des feinen _: Sandes und Schlammes geraten aber die den ^: Filter zunächst umlagernden Gebirgsscliichten in Bewegung, welche Bewegungen sich bei Entnahme größerer Sand- und Schlammengen , bis zu Tage fortpflanzen und dort die Bildung von Einsenkungen des Erdreiches um die ! Bohrlochverkleidungen herum hervorrufen ί können. Die Möglichkeit, die Wasserergie- ' bigkeit durch Vergrößerung des Filters zu erhöhen, war sonach bisher eine begrenzte. \^ror allen Dingen mußte man sich in bebauten Gegenden damit begnügen, Filter von nur · verhältnismäßig geringem Umfang herzu- · stellen, weil sonst ein Untergraben der Fun- ^: damente zu befürchten war. Infolgedessen ^! konnte ein in Vorschlag gebrachtes Verfahren, darin bestehend, daß das den Bohrbrunnen ; umgebende Filter zunächst abgepumpt, dann das Wasser zurückgestaut und wieder abge- ' pumpt wurde, welcher Vorgang sich beliebig ! oft wiederholte, nur an Stellen vorgenommen werden, wo das Xachsacken des den Bohr- j brunnen umgebenden Erdreiches keine '· Schäden verursachen konnte; denn gerade die Nachteile des *Nachsackens treten bei diesem für das Ausspülen des Filters sehr wirksamen Verfahren ganz besonders stark in <llc Erscheinung, da der etwa noch vorhandene innen." Halt der ausgespülten Kiesschicht zerstört wird, wenn man das Abpumpen von Zeit zu Zeit unterbricht, und die Wassersäule mit voller Wucht zurückstürzen läßt.

Zweck der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Ausspulen der das Sieb eines Bohrbrunnens umgebenden Kiesschicht zu schaffen, das den Nachteil eines Nachsackens der den Filter umgebenden Gebirgsschichten mit den son- ' stigen oben angedeuteten Unzuträglichkeiten vermeidet; dies geschieht dadurch, daß in dem : von dem Kiesrohr umgebenen Siebrohr, in ! dem das mit Saugkopf und Abdichtplatten versehene Förderrohr verschiebbar ist, der Wasserspiegel höher gehalten wird als der Grundwasserspiegel, und zwar dadurch, daß von über Tag Wasser in das Brunnenrohr eingeführt wird. Auf diese Weise wird zunächst vermieden, daß der Grundwasserspiegel durch das verstärkte Abpumpen gesenkt wird, denn die für das Ausspulen notwendigen Wassermengen werden nicht dem Grundwasser entnommen, sondern dem zu diesem Zwecke in den Bohrbrunnen eingeführten Wasser. Abgesehen hiervon aber wird entsprechend der im Bohrbrunnen anstehenden Wassersäule ein erhöhter hydrostatischer Druck im Filter auf das diesen umlagernde Gebirge ausgeübt, so daß aus diesem Grunde schon einem Nachsacken vorgebeugt ist.

Auf der Zeichnung sind schematisch im senkrechten Schnitt zwei Ausführungsbeispiele von Bohrbrunnen dargestellt, mit denen das neue Verfahren ausgeübt werden soll.

Bei dem Bohrbrunnen nach Abb. 1 ist der Bau und Hergang folgender:

ι ist das den Brunnenschacht bildende Mantelrohr, 2 die in üblicher Weise vorgenommene Kiesschüttung, 3 das mit dem FiI-tersieb 4 versehene Aufsatzrohr, 5 das mit dem Saugkopf 6 versehene Förderrohr und 7 das Druckluftzuführungsrohr für den Fall, daß das Abpumpen mit Hilfe eines Druckluftflüssigkeitshebers geschieht, was aber zur Durchführung des Verfahrens nicht unbedingt notwendig ist. Die Filterschicht 2 wird in bekannter Weise dadurch gereinigt, daß der Filter absatzweise durch schrittweises Hochziehen des Rohres 5 bei erhöhter Pumpgeschwindigkeit abgepumpt wird. Ohne besondere Vorsichtsmaßregel kanu es bei der

hierdurch hervorgerufenen Absenkung des Grundwasserspiegels 8 eintreten, daß die umlagernden Gebirgsschichten in die durch das Herausspülen der Schlamm- und Sandteilchen entstandenen Hohlräume nachstürzen und das Erdreich um den Bohrbrunnen nachsackt.

Verfährt man nun gemäß der Erfindung, indem man während des Ausspülens von Tag aus Wasser in das Rohr 3 leitet, so steigt in diesem der Wasserspiegel, der sich für gewöhnlich auf der Höhe 8 des Grundwasserspiegels hält, während des Ausspülens aber bedeutend sinken würde, auf eine größere Höhe 9, wird also künstlich erhöht. In entsprechender Weise wird auch im Mantelrohr i, das durch den Filter 2 mit dem Rohr 3 in Verbindung steht, ein erhöhter Wasserspiegel erzeugt. Man kann daher auch, wenn es die Umstände erforderlich machen, das Wasser in das Mantelrohr 1 einleiten, ohne daß dadurch das Verfahren beeinträchtigt \vürde. Da aber der Reibungswiderstand, der dem Wasser auf dem langen Weg durch die Kiesschicht bis zum Saugkopf entgegensteht, in der Mehrzahl der Fälle größer sein wird als der, der sich auf dem kurzen Weg aus dem Aufsatzrohr 3 durch den Filter in dem Saugkopf 6 entgegenstellt, so wird man in der Regel das Aufsatzrohr 3 zum Einführen des Wassers benutzen.

Diese Erhöhung des. Wasserspiegels im Bohrbrunnen hat nun auch eine Erhöhung des hydrostatischen Druckes im Filter zur Folge, der einer Neigung des umlagernden Gebirges zum Nachstürzen entgegenwirkt; abgesehen hiervon wird aber auch das zum Ausspülen des Filters notwendige Wasser weniger aus der Grundwasserschicht entnommen als vielmehr aus dem im Bohrbrunnen anstehenden Wasser, so daß dieses, wie auf der Zeichnung mit Pfeilen angedeutet, eine kreisende Bewegung ausführt. Es wird also auch der Grundwasserspiegel unter keinen Umständen gesenkt, da das etwa aus dem Grundwasser mit abgepumpte Wasser durch aus dem Bohrbrunnen zuströmendes Wasser ersetzt wird. Befindet sich der Brunnen in sandarmen Schichten oder in solchen mit sehr viel Feinsand, so muß zur Ausfüllung der durch das Abpumpen entstandenen Hohlräume gewaschener Kies nachgefüllt werden. Dies geschieht in an sich bekannter Weise etwa so, daß man zwischen das Mantelrohr 1 und das Aufsatzrohr 3 Kies von Tag aus einschüttet, der, begünstigt durch die beim Abpumpen entstehende Wasserbewegung, in die Hohlräume eingespült wird und einen allen Anforderungen entsprechenden Filter bildet.

Man kann daher auf diese Weise einen in Abb. ι durch die punktierten Linien der Zeichnung angedeuteten Filter entstehen lassen, dessen Durchmesser und Mächtigkeit in weiten Grenzen nach Belieben gewählt, werden kann, da die Gefahr eines Nachsackens des Erdreiches ausgeschlossen ist. Die Wasserergiebigkeit kann also erheblich erhöht werden.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist das Aufsatzrohr 3 weggelassen und dafür das Siebrohr 4 etwas nach oben verlängert. Deshalb wird hier das zur Erhöhung des Wasserspiegels notwendige Wasser in das Mantelrohr ι eingelassen. Im übrigen geht das Abpumpen in derselben Weise und auch mit denselben günstigen Folgeerscheinungen vor sich, wie an Hand von Abb. 1 beschrieben. Das Einführen des nachzuschüttenden Kieses ist hierbei nicht so bequem wie im ersten Falle, da der Kies mit Hilfe eines Rohres in den Raum zwischen dem Mantelrohr 1 und dem Sieb 4 gebracht werden muß.

Der beim Abpumpen entstehende Kreislauf des Wassers richtet sich nach dem geringsten Widerstand, den das Wasser findet. Infolgedessen wird bei dem Abpumpen der tieferen Schichten das Wasser im wesentlichen seinen Weg aus dem Siebrohr 4 in den Filter nehmen, während beim Abpumpen der höheren Schichten die Möglichkeit besteht, daß teilweise auch Wasser zwischen dem Mantelrohr ι und dem Aufsatzrohr 3 (bei Abb. 1) oder dem Siebrohr 4 (bei Abb. 2) in den Kreislauf eintritt; vor allen Dingen wird dies, wie ohne weiteres klar, bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform der Fall sein.

Ist auf diese Weise der ganze Filter ausgespült oder in der gewünschten Weise erweitert und sind die neu gebildeten Hohlräume durch Kies o. dgl. ausgefüllt, so wird die Einführung des Wassers in den Bohrbrunnen unter- ioo brochen und die Vorrichtung 7, 5, 6 und gegebenenfalls auch das Aufsatzrohr 3 herausgezogen, worauf der Brunnen nach Einführung des Saugrohres wieder für die gewöhnliche Benutzung bereit ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zum Ausspülen der das Sieb eines Bohrbrunnens umgebenden Kiesschicht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem Kiesrohr (1) umgebenen Siebrohr (3,4), in dem das mit Saugkopf (6) und Abdichtplatten (10) versehene Förderrohr (5) verschiebbar ist, der Wasserspiegel (9) höher gehalten wird als der Grundwasserspiegel (8).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.