EP0982470A2 - Method for building a well - Google Patents
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- EP0982470A2 EP0982470A2 EP99116315A EP99116315A EP0982470A2 EP 0982470 A2 EP0982470 A2 EP 0982470A2 EP 99116315 A EP99116315 A EP 99116315A EP 99116315 A EP99116315 A EP 99116315A EP 0982470 A2 EP0982470 A2 EP 0982470A2
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- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells
- E21B43/305—Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well
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- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
Definitions
- the invention relates to a method for building a well, one vertical shaft and at least one extending in the horizontal direction, in the shaft has a terminating socket strand.
- the bottom of the shaft is concreted. Be from the shaft then through openings in the shaft wall in a star shape horizontal bores are driven with drill pipes. In these drill pipes then insert the filter pipes, then the drill pipes are removed. With the Preussag process the filter tubes are additionally covered with a gravel coat surround.
- a filter strand pull-in unit is consisting of a filter string and a outer cladding tube is retracted. After moving in the outer cladding tube of the filter strand pull-in unit is removed. The filter strand pull-in unit is over full pipes to a removal device standing on the surface connected in which the for the extraction of groundwater, of the backwater or soil air pumps, suction devices, Vacuum generator or the like are housed.
- the horizontal bores can have a curved course and the individual filter strands can have a length of have up to 500 m.
- the disadvantage of this is known To look at procedures, the water production from a maximum suction head of the pumps exceeding the depth Installation of a pump in each individual filter train requires the comparatively small diameter of the filter tubes of the filter strand significantly increases the delivery rate restricted.
- the invention has for its object a method for To indicate the construction of a well of the type mentioned at the beginning, that can be carried out easily and quickly is characterized by low labor and material costs.
- the method is also intended to build such a well without performing manual work inside of a shaft structure.
- the method has the advantage that all Work on the construction of a well carried out from above can be.
- the vertical Dismantled shaft in the manner of a vertical well, where the stop of the horizontal frame strands on the vertical wells by deliberately drilling a provided for this purpose, filled with suitable filter material Capacity of the vertical shaft is done. This procedure allows the work, material and time required to build a horizontal well Reduce socket strings considerably.
- Another advantage of the method according to the invention is to be seen in that for the production of the strand bores course-controlled drilling methods can be used which allow a curved hole pattern.
- the length of the socket strands can also be many times be larger than with conventional horizontal filter wells according to the procedures of Albertmann or Preussag.
- the horizontal socket strands can be different Procedures are applied. It is also suitable for this the method specified in DE 43 13 221 C2.
- the method according to the invention is suitable for all sizes from fountain.
- the dimensioning of the lines and the Filter tubes are independent of the construction. Everyone can usual pipe cross sections can be combined.
- the process allows both the construction of wells on a small scale Plots as well as the extension to large-scale Areas, e.g. whole neighborhoods too.
- the shaft can also be outside the scope of the horizontal frame strings. This is in confined spaces Conditions, for example in built-up areas of importance.
- the vertical shaft drilling can be carried out using the flush drilling method or in the dry drilling process.
- This Process works with an auxiliary piping that simultaneously with the filling of the socket section or is then removed from the socket section to the Strand bores the passage through the socket section to enable.
- the dry drilling method is also suitable for further training of the method according to the invention, in which the vertical Well drilling from a main drilling and one or several secondary holes intersected with the main hole is formed. It is provided that the first Sub-drilled and in the socket area with filter gravel or single-grain concrete, otherwise filled with filler material and then the main bore is sunk and with a vertical filter tube string and one to the socket area the filter zone adjacent to the secondary bore becomes.
- This design allows for little effort a larger horizontal extension of the frame area, which penetrate the horizontal strand bores.
- the horizontal strand bores can be made that they only penetrate the secondary holes and on the Run past the main bore. This can expand the Main bore irrespective of the sinking of the strand bores be performed.
- In the secondary holes can also Level pipes or regeneration filters can be installed.
- Wells executed by the method according to the invention are suitable for numerous applications, especially for Water extraction, for lowering groundwater, for water drainage in civil engineering, for grasping and draining contaminated Water or soil air or for large areas Infiltrate water or air.
- soil conditions with poor water permeability also exists the possibility to apply vacuum to the well, to improve the drainage of water from the aquifer.
- the construction of the well shown in Figures 1 and 2 first begins with a vertical well bore 1 through the layers of a overburden 2 into the aquifer Layers of an aquifer 3 is sunk.
- the Drilling takes place using the dry drilling method an auxiliary pipeline consisting of drill pipes.
- the diameter of the drill pipes can be up to 1600 mm depending on requirements 2500 mm.
- the depth of the shaft bore 1 is aimed according to the one intended for the lowest socket strand Depth and should be under the bottom of the bottom socket string lie. Has the shaft hole 1 the intended Reached depth, so it becomes one for the provided later installation of vertical filter tubes 4 Height filled with filter gravel or single-grain concrete.
- the height of the filled, referred to as socket section 5 Section of the shaft bore 1 must be so large be dimensioned, dag the intended number of horizontal frame strands 6 at a sufficient vertical distance can be introduced into this.
- the next step will be to build the horizontal socket strands 6 with the help of a course-controlled flush drilling method two horizontal strand bores 7 drilled.
- Each strand bore 7 has an inlet opening for several days 8 and an outlet opening 9 and penetrates with its deepest, horizontally running Area of the socket section 5 of the shaft bore 1, with their sections on either side of the well bore 1 an at least slight slope towards the Can have shaft hole 1.
- Within the socket section 5 run in different directions intersecting strand bores 7 in different Heights and such a distance from each other, do not interfere with each other when drilling.
- In the strand bores 7 then become filter tube strands moved in and anchored for days.
- the filter tubing strings exist within the scope of the Aquifer from filter tubes, which can also be used if required can be provided with a coat of filter gravel.
- the area of the overburden 2 has the filter tube strands Full pipes on. When pulling into the strand bore 7 can the filter tube strings are protected by a cladding tube be removed after being drawn in. The ends of the Filter tube strands are open to the surface with removable closures closed and installed so that it can be used later Inspection or regeneration measures accessible stay.
- the shaft bore 1 is expanded further the filled socket section 5 is a strand Filter tubes 4 and top tubes 10 placed.
- the remaining one Annulus 11 is in the area of the filter tubes 4th with a bed of filter gravel, over it with a suitable one Backfill material backfilled.
- a submersible pump 12 with a riser 13 used in the strand of filter tubes 4 and top tubes 10.
- FIG 3 shows an embodiment of a according to the invention Processed well, which can be grasped and Pumping out a contamination floating in an aquifer by means of horizontal drainage. It is for that required that the vertical filter tube 4 and Pump 12 below the incoming socket strings 6 are located. After sinking the well bore 1 hence the vertical filter tube for this well with add-on piping directly above the sole of the Shaft bore 1 installed in this and the filter tube 4 surrounding annulus is up over the for the Implementation of the socket strands 6 certain socket section 5 filled with filter gravel or single-grain concrete.
- the delivery rate relative is low, the vertical filter tube 4 and horizontal socket strands 6 a relatively have a small diameter so that the inside of the Shaft bore 1 available cross section for an arrangement in which the filter tube 4 and the socket strands 6 side by side, big enough is, especially as shown in Figure 3, the filter tube off-center can be installed.
- FIG. 4 Another embodiment of one according to the invention
- the method of building a well is shown in FIG. 4 shown.
- the vertical shaft bore 1 from three overlapped holes, two lying Secondary bores 14 and a central main bore 15.
- the two secondary holes are made first 14 sunk to the required depth and in lower frame section 5 with filter gravel or single-grain concrete and above with filling material or as far as Sealing required filled with clay. If necessary, you can in the secondary holes before filling also level pipes or regeneration filter can be installed.
- the main bore 15 to the bottom of the Subsidiary bore 14 sunk and in the lower socket area up to a height of approx. 3 m to 4 m with simultaneous Dismantling of the drill pipes 16 used for sinking appropriate filter gravel or single-grain concrete.
- FIG. 5 shows an application of the well construction according to Figure 4 for drainage of an excavation pit 18.
- the vertical Shaft bore 1 consisting of two secondary bores 14 and one with this overlapped main bore 15 in one that does not affect construction activity Distance from the pit 18 sunk.
- the vertical filter tube 4 is installed in the main hole 15. From entry openings 8 from that on the opposite of the excavation 18 Side of the shaft bore 1 are in excavated the horizontal bores 7, that traverse the pit 18 and their outlet openings 9 on the side facing away from the shaft bore 1 the pit 18 are. Through the outlet openings 9 are then each with the help of the drill pipe if necessary with simultaneous widening of the drill holes 7 strings of filter tubing drawn into them. In vertical The direction of the strand bores 7 is clear Slope to vertical shaft bore 1, so too Leachate can drain there.
- a vertical shaft bore To a larger number of horizontal socket strings to be able to connect a vertical shaft bore also three or more secondary holes around a central one Main bore may be arranged, which is aligned with the main bore and overlap with a larger number. In this way the vertical shaft bore is preserved a sufficiently large cross section to accommodate up to eight large-volume horizontal bores for the insertion of a High performance filter with a diameter of 300 mm to be able to record.
- the horizontal holes can also run at different heights or groundwater horizons, with which it is also possible to install several vertical filter tubes of water arranged one above the other to be taken from different groundwater horizons or infiltrate into this.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bau eines Brunnens, der einen vertikalen Schacht und mindestens einen sich in horizontaler Richtung erstreckenden, in den Schacht mündenden Fassungsstrang aufweist.The invention relates to a method for building a well, one vertical shaft and at least one extending in the horizontal direction, in the shaft has a terminating socket strand.
Brunnen der angegebenen Art sind unter der Bezeichnung Horizontalfilterbrunnen seit langem bekannt. Zum Bau dieser Brunnen werden vielfach die Verfahren nach Fehlmann und nach Preussag angewendet. Diese Verfahren sind bei E. Bieske "Bohrbrunnen" (7. Aufl., 1992, Oldenbourg, München) beschrieben. Bei beiden Verfahren wird zunächst ein bis in den Grundwasserleiter reichender, senkrechter Schacht abgeteuft, der als Startschacht für den Vortrieb der horizontalen Fassungsstränge dient und nach deren Fertigstellung zu einem Pumpschacht ausgebaut wird. Das Schachtbauwerk besteht hierbei in der Regel aus aufeinander gesetzten Rohren aus Stahlbeton mit einem Innendurchmesser von 2,5 m bis 4 m, die mit Hilfe hydraulischer Pressen oder Auflast abgesenkt werden. Der in die Rohre eindringende Boden wird mittels Brunnengreifern abgefördert. Bei Erreichen der Solltiefe wird die Schachtsohle betoniert. Vom Schacht aus werden dann durch Durchführungen in der Schachtwand sternförmig horizontale Bohrungen mit Bohrrohren vorgetrieben. In diese Bohrrohre führt man dann die Filterrohre ein, anschließend werden die Bohrrohre entfernt. Beim Preussag-Verfahren werden die Filterrohre zusätzlich mit einem Kiesmantel umgeben.Wells of the specified type are under the designation Horizontal filter wells have been known for a long time. To build this Wells are often the method according to Fehlmann and applied according to Preussag. These procedures are with E. Bieske "Bohrbrunnen" (7th edition, 1992, Oldenbourg, Munich) described. In both methods, one to in is first vertical shaft reaching the aquifer, that as the starting shaft for the propulsion of the horizontal Socket strands are used and after their completion a pump shaft is being expanded. The shaft structure usually consists of pipes placed on top of each other made of reinforced concrete with an inner diameter of 2.5 m to 4 m lowered using hydraulic presses or ballast become. The soil penetrating into the pipes is by means of Well grabs removed. When the target depth is reached the bottom of the shaft is concreted. Be from the shaft then through openings in the shaft wall in a star shape horizontal bores are driven with drill pipes. In these drill pipes then insert the filter pipes, then the drill pipes are removed. With the Preussag process the filter tubes are additionally covered with a gravel coat surround.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Errichtung des vertikalen Schachtbauwerks und das Vortreiben der Horizontalbohrungen sehr aufwendig ist, wobei insbesondere letzteres in erheblichem Maße manuelle Arbeiten unter schwierigen Arbeitsbedingungen im Inneren des Schachts erfordert. Weiterhin können bei diesen Verfahren die Horizontalbohrungen nur in gerader Strecke geführt werden und nur eine auf etwa 60 m begrenzte Länge erreichen.These known methods have the disadvantage that the Erection of the vertical shaft structure and advancement the horizontal bores are very complex, in particular the latter largely manual work under difficult working conditions inside the Shaft required. Furthermore, with these procedures the horizontal holes are only made in a straight line and only reach a length limited to about 60 m.
Aus der DE 43 13 221 C2 ist ein Verfahren zum Bau von Horizontalfilterbrunnen bekannt, bei dem Bohrungen mit jeweils einer Eintritts- und Austrittsöffnung in vorbestimmte Bodenschichten eingebracht werden. Zum Einbringen der Bohrung wird ein voll verlaufsgesteuertes Bohrungsverfahren verwendet. In die Bohrungen wird jeweils eine Filterstrang-Einzieheinheit, bestehend aus einem Filterstrang und einem äußeren Hüllrohr eingezogen wird. Nach dem Einziehen wird das äußere Hüllrohr der Filterstrang-Einzieheinheit entfernt. Die Filterstrang-Einzieheinheit wird über Vollrohre an eine an der Oberfläche stehende Entnahmevorrichtung angeschlossen, in der die zur Förderung des Grundwassers, des Stauwassers oder der Bodenluft dienenden Pumpen, Sauger, Vakuumerzeuger oder ähnliches untergebracht sind. Aufgrund des bei diesem Verfahren einsetzbaren Bohrverfahrens können die Horizontalbohrungen einen gekrümmten Verlauf haben und die einzelnen Filterstränge können eine Länge von bis zu 500 m haben. Als nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren anzusehen, dag die Wasserförderung aus einer die maximale Saughöhe der Pumpen überschreitenden Tiefe den Einbau einer Pumpe in jeden einzelnen Filterstrang erfordert, wobei der vergleichsweise kleine Durchmesser der Filterrohre des Filterstrangs die Förderleistung erheblich einschränkt.DE 43 13 221 C2 describes a method for building horizontal filter wells known with the holes with each an entry and exit opening in predetermined Soil layers are introduced. For drilling the hole becomes a fully history-driven drilling process used. A filter strand pull-in unit is consisting of a filter string and a outer cladding tube is retracted. After moving in the outer cladding tube of the filter strand pull-in unit is removed. The filter strand pull-in unit is over full pipes to a removal device standing on the surface connected in which the for the extraction of groundwater, of the backwater or soil air pumps, suction devices, Vacuum generator or the like are housed. Because of the drilling method that can be used with this method the horizontal bores can have a curved course and the individual filter strands can have a length of have up to 500 m. The disadvantage of this is known To look at procedures, the water production from a maximum suction head of the pumps exceeding the depth Installation of a pump in each individual filter train requires the comparatively small diameter of the filter tubes of the filter strand significantly increases the delivery rate restricted.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bau eines Brunnens der eingangs genannten Art anzugeben, das einfach und schnell durchführbar ist und sich durch einen geringen Arbeits- und Materialaufwand auszeichnet. Weiterhin soll das Verfahren den Bau eines derartigen Brunnens ohne die Durchführung manueller Arbeiten im Inneren eines Schachtbauwerks ermöglichen.The invention has for its object a method for To indicate the construction of a well of the type mentioned at the beginning, that can be carried out easily and quickly is characterized by low labor and material costs. The method is also intended to build such a well without performing manual work inside of a shaft structure.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- Abteufen einer vertikalen Schachtbohrung,
- Verfüllen eines für die Einmündung des Fassungsstrangs bestimmten Fassungsabschnitts der Schachtbohrung mit Filterkies oder mit Einkornbeton,
- Bohren einer sich horizontal von einer Eintrittsöffnung zu einer Austrittsöffnung erstreckenden Strangbohrung derart, daß die Strangbohrung den Fassungsabschnitt der Schachtbohrung durchdringt,
- Einziehen eines Filterrohrstrangs in die Strangbohrung,
- Einbauen eines vertikalen Filterrohres mit Aufsatzverrohrung in den Fassungsabschnitt oder einen unmittelbar daran angrenzenden, ebenfalls mit Filterkies oder Einkornbeton verfüllten Abschnitt der vertikalen Schachtbohrung.
- Sinking a vertical shaft bore,
- Filling a socket section of the shaft bore intended for the opening of the socket strand with filter gravel or with single-grain concrete,
- Drilling a strand bore extending horizontally from an inlet opening to an outlet opening such that the strand bore penetrates the mounting section of the shaft bore,
- Pulling a filter pipe string into the drill hole,
- Installation of a vertical filter pipe with add-on piping in the socket section or an immediately adjacent section of the vertical shaft bore, also filled with filter gravel or single-grain concrete.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß alle Arbeiten zum Bau eines Brunnens von über Tage aus durchgeführt werden können. Die Errichtung eines aufwendigen Schachtbauwerks zur Schaffung eines unter Tage befindlichen Arbeitsraums, von dem aus die horizontalen Strangbohrungen vorgetrieben werden, entfällt. Stattdessen wird der vertikale Schacht nach Art eines vertikalen Bohrbrunnens ausgebaut, wobei der Anschlug der horizontalen Fassungsstränge an den Vertikalbrunnen durch gezieltes Durchbohren eines hierfür vorgesehenen, mit geeignetem Filtermaterial verfüllten Fassungsbereichs des vertikalen Schachts erfolgt. Durch diese Vorgehensweise läßt sich der Arbeits-, Material- und Zeitaufwand für den Bau eines Brunnens mit horizontalen Fassungssträngen erheblich reduzieren. The method has the advantage that all Work on the construction of a well carried out from above can be. The establishment of an elaborate Shaft structure to create an underground one Work space from which the horizontal extruded holes be driven forward. Instead, the vertical Dismantled shaft in the manner of a vertical well, where the stop of the horizontal frame strands on the vertical wells by deliberately drilling a provided for this purpose, filled with suitable filter material Capacity of the vertical shaft is done. This procedure allows the work, material and time required to build a horizontal well Reduce socket strings considerably.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß für die Herstellung der Strangbohrungen verlaufsgesteuerte Bohrungsverfahren verwendet werden können, die einen gekrümmten Bohrlochsverlauf ermöglichen. Auch die Länge der Fassungsstränge kann um ein Vielfaches größer sein als bei herkömmlichen Horizontalfilterbrunnen nach den Verfahren von Fehlmann oder Preussag. Für den Ausbau der horizontalen Fassungsstränge können unterschiedliche Verfahren angewendet werden. Geeignet ist hierzu auch das in der DE 43 13 221 C2 angegebene Verfahren.Another advantage of the method according to the invention is to be seen in that for the production of the strand bores course-controlled drilling methods can be used which allow a curved hole pattern. The length of the socket strands can also be many times be larger than with conventional horizontal filter wells according to the procedures of Fehlmann or Preussag. For the expansion The horizontal socket strands can be different Procedures are applied. It is also suitable for this the method specified in DE 43 13 221 C2.
Wie bei den bekannten Horizontalfilterbrunnen erlaubt auch die erfindungsgemäße Brunnenbauweise die Anordnung einer Mehrzahl horizontaler Fassungsstränge, die beispielsweise sternförmig aus unterschiedlichen Richtungen in die Schachtbohrung münden. Die Förderung des Wassers erfolgt bei dem erfindungsgemäß gestalteten Brunnen durch das zentrale, vertikale Filterrohr. Es ist daher nur eine Fördereinrichtung erforderlich und die freie Wassereintrittsfläche kann über die Wahl des Durchmessers und die Länge des vertikalen Filterrohrs an die jeweilige Ergiebigkeit des Brunnens angepaßt und erheblich günstiger gestaltet werden als bei den bekannten Bauarten. Ebenso ist es möglich, den Brunnen mit mehreren Pumpen auszurüsten. Bei Bedarf können in die vertikale Schachtbohrung auch mehrere Filterrohrstränge oder zusätzliche Pegelrohre eingebaut werden. Weiterhin kann über den zentralen Schacht der Wasserzufluß aus horizontalen Fassungssträngen, die in verschiedenen Grundwasserstockwerken aufgefahren sind, getrennt oder zusammengefaßt abgepumpt werden.As with the known horizontal filter wells also allowed the well construction according to the invention the arrangement of a A plurality of horizontal frame strands, for example star-shaped from different directions in the Shaft bore open. The water is pumped in the fountain designed according to the invention through the central, vertical filter tube. It is therefore only a conveyor required and the free water inlet area can about the choice of the diameter and the length of the vertical filter tube to the respective productivity of the Fountain adapted and designed to be significantly cheaper than with the known types. It is also possible to Equip wells with several pumps. If necessary, you can also several filter pipe strings in the vertical shaft bore or additional level pipes can be installed. Farther can the water inflow from the central shaft horizontal socket strands in different groundwater levels are driven up, separately or combined be pumped out.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle Baugrößen von Brunnen. Die Dimensionierung der Leitungen und der Filterrohre ist unabhängig von der Bauweise. Es können alle üblichen Rohrquerschnitte miteinander kombiniert werden. The method according to the invention is suitable for all sizes from fountain. The dimensioning of the lines and the Filter tubes are independent of the construction. Everyone can usual pipe cross sections can be combined.
Das Verfahren läßt sowohl den Bau von Brunnen auf kleinräumigen Parzellen als auch die Erstreckung auf großräumige Bereiche, z.B. ganze Stadtteile zu. Der Standort des vertikalen Schachts kann auch außerhalb des Fassungsbereichs der horizontalen Fassungsstränge liegen. Dies ist bei beengten Verhältnissen, zum Beispiel in bebauten Gebieten von Bedeutung.The process allows both the construction of wells on a small scale Plots as well as the extension to large-scale Areas, e.g. whole neighborhoods too. The location of the vertical The shaft can also be outside the scope of the horizontal frame strings. This is in confined spaces Conditions, for example in built-up areas of importance.
Die Herstellung der vertikalen Schachtbohrung kann im Spülbohrverfahren oder im Trockenbohrverfahren erfolgen. In der Regel dürfte zur Vermeidung des Eintrags von Bohrsuspensionen dem Trockenbohrverfahren der Vorzug zu geben sein. Dieses Verfahren arbeitet mit einer Hilfsverrohrung, die gleichzeitig mit dem Verfüllen des Fassungsabschnitts oder danach aus dem Fassungsabschnitt entfernt wird, um den Strangbohrungen den Durchgang durch den Fassungsabschnitt zu ermöglichen.The vertical shaft drilling can be carried out using the flush drilling method or in the dry drilling process. In the Rule should avoid the entry of drilling suspensions preference should be given to dry drilling. This Process works with an auxiliary piping that simultaneously with the filling of the socket section or is then removed from the socket section to the Strand bores the passage through the socket section to enable.
Das Trockenbohrverfahren eignet sich auch für eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die vertikale Schachtbohrung aus einer Hauptbohrung und einer oder mehreren mit der Hauptbohrung überschnittenen Nebenbohrungen gebildet wird. Hierbei ist vorgesehen, daß zunächst die Nebenbohrung abgeteuft und im Fassungsbereich mit Filterkies oder Einkornbeton, im übrigen mit Auffüllmaterial verfüllt wird und dag danach die Hauptbohrung abgeteuft und mit einem vertikalen Filterrohrstrang und einer an den Fassungsbereich der Nebenbohrung angrenzenden Filterzone ausgebaut wird. Diese Bauweise ermöglicht mit geringem Aufwand eine größere horizontale Ausdehnung des Fassungsbereichs, den die horizontalen Strangbohrungen durchdringen. Die horizontalen Strangbohrungen können dabei so geführt werden, daß sie nur die Nebenbohrungen durchdringen und an der Hauptbohrung vorbeilaufen. Hierdurch kann der Ausbau der Hauptbohrung unabhängig vom Abteufen der Strangbohrungen durchgeführt werden. In die Nebenbohrungen können außerdem Pegelrohre oder Regenerierungsfilter eingebaut werden.The dry drilling method is also suitable for further training of the method according to the invention, in which the vertical Well drilling from a main drilling and one or several secondary holes intersected with the main hole is formed. It is provided that the first Sub-drilled and in the socket area with filter gravel or single-grain concrete, otherwise filled with filler material and then the main bore is sunk and with a vertical filter tube string and one to the socket area the filter zone adjacent to the secondary bore becomes. This design allows for little effort a larger horizontal extension of the frame area, which penetrate the horizontal strand bores. The horizontal strand bores can be made that they only penetrate the secondary holes and on the Run past the main bore. This can expand the Main bore irrespective of the sinking of the strand bores be performed. In the secondary holes can also Level pipes or regeneration filters can be installed.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführte Brunnen eignen sich für zahlreiche Anwendungen, insbesondere zur Wassergewinnung, zur Grundwasserabsenkung, zur Wasserhaltung bei Tiefbaumaßnahmen, zum Fassen und Ableiten von kontaminierten Wässern oder Bodenluft oder auch zum großflächigen Infiltrieren von Wasser oder Luft. Bei Bodenverhältnissen mit schlechter Wasserdurchlässigkeit besteht auch die Möglichkeit, den Brunnen mit Vakuum zu beaufschlagen, um die Ableitung von Wasser aus dem Aquifer zu verbessern.Wells executed by the method according to the invention are suitable for numerous applications, especially for Water extraction, for lowering groundwater, for water drainage in civil engineering, for grasping and draining contaminated Water or soil air or for large areas Infiltrate water or air. In soil conditions with poor water permeability also exists the possibility to apply vacuum to the well, to improve the drainage of water from the aquifer.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
Figur 1- einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebauten Brunnen,
Figur 2- eine Darstellung des Bohrungsverlaufs des Brunnens gemäß Figur 1 von oben gesehen,
Figur 3- einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebauten Brunnen zum Fassen und Abpumpen einer aufschwimmenden Phase,
Figur 4- einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebauten Brunnen mit einer durch sich überschneidende Bohrungen gebildeten Schachtbohrung und
Figur 5- eine Darstellung eines Anwendungsbeispiels des Brunnens gemäß Figur 4 von oben gesehen.
- Figure 1
- 3 shows a cross section through a well built using the method according to the invention,
- Figure 2
- 1 shows a view of the bore hole of the well according to FIG. 1 seen from above,
- Figure 3
- 3 shows a cross section through a well built by the method according to the invention for holding and pumping out a floating phase,
- Figure 4
- a cross section through a well built by the method according to the invention with a shaft bore formed by intersecting bores and
- Figure 5
- a representation of an application example of the fountain according to Figure 4 seen from above.
Der Bau des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Brunnens
beginnt zunächst damit, daß eine vertikale Schachtbohrung
1 durch die Schichten eines Deckgebirges 2 in die wasserführenden
Schichten eines Aquifers 3 abgeteuft wird. Das
Abteufen erfolgt im Trockenbohrverfahren unter Verwendung
einer aus Bohrrohren bestehenden Hilfsverrohrung. Der
Durchmesser der Bohrrohre kann je nach Bedarf 1600 mm bis
2500 mm betragen. Die Tiefe der Schachtbohrung 1 richtet
sich nach der für den untersten Fassungsstrang vorgesehenen
Tiefe und sollte unter der Sohle des untersten Fassungsstrangs
liegen. Hat die Schachtbohrung 1 die vorgesehene
Tiefe erreicht, so wird sie bis zu einer für den
späteren Einbau vertikaler Filterrohre 4 vorgesehenen
Höhe mit Filterkies oder Einkornbeton verfüllt. Die Höhe
des verfüllten, als Fassungsabschnitt 5 bezeichneten
Abschnitts der Schachtbohrung 1 muß hierbei so groß
bemessen sein, dag die vorgesehene Zahl horizontaler Fassungsstränge
6 in einem ausreichenden vertikalen Abstand
in diesen eingebracht werden kann.The construction of the well shown in Figures 1 and 2
first begins with a
Im nächsten Schritt werden zum Bau der horizontalen Fassungsstränge
6 mit Hilfe eines verlaufsgesteuerten Spülbohrverfahrens
zwei horizontale Strangbohrungen 7
gebohrt. Jede Strangbohrung 7 hat über Tage eine Eintrittsöffnung
8 und eine Austrittsöffnung 9 und durchdringt
mit ihrem tiefsten, horizontal verlaufenden
Bereich den Fassungsabschnitt 5 der Schachtbohrung 1,
wobei ihre Abschnitte auf beiden Seiten der Schachtbohrung
1 ein zumindest leichtes Gefälle in Richtung der
Schachtbohrung 1 haben können. Innerhalb des Fassungsabschnitts
5 verlaufen die in unterschiedlichen Richtungen
einander überquerenden Strangbohrungen 7 in unterschiedlichen
Höhen imd in einem solchen Abstand voneinander,
dag sie einander beim Bohren nicht beeinträchtigen. In
die Strangbohrungen 7 werden anschließend Filterrohrstränge
eingezogen und über Tage verankert. Die Filterrohrstränge
bestehen innerhalb des Fassungsbereichs im
Aquifer aus Filterrohren, die bei Bedarf zusätzlich mit
einem Mantel aus Filterkies versehen sein können. Im
Bereich des Deckgebirges 2 weisen die Filterrohrstränge
Vollrohre auf. Beim Einziehen in die Strangbohrung 7 können
die Filterrohrstränge durch ein Hüllrohr geschützt
sein, das nach dem Einziehen entfernt wird. Die Enden der
Filterrohrstränge werden über Tage mit abnehmbaren Verschlüssen
verschlossen und so eingebaut, dag sie für spätere
Inspektions- oder Regenerierungsmaßnahmen zugänglich
bleiben.The next step will be to build the
Nach der Fertigstellung der horizontalen Fassungsstränge
6 erfolgt der weitere Ausbau der Schachtbohrung 1. Auf
den verfüllten Fassungsabschnitt 5 wird ein Strang aus
Filterrohren 4 und Aufsatzrohren 10 aufgesetzt. Der verbleibende
Ringraum 11 wird im Bereich der Filterrohre 4
mit einer Schüttung aus Filterkies, darüber mit geeignetem
Verfüllmaterial verfüllt. In den Strang aus Filterrohren
4 und Aufsatzrohren 10 wird eine Tauchpumpe 12 mit
einem Steigrohr 13 eingesetzt. Bei der Wasserentnahme
durch die Tauchpumpe 12 wird durch Absenken des Wasserspiegels
ein Strömungsgefälle erzeugt, so daß das anstehende
Wasser aus dem Aquifer und den darin verlaufenden
horizontalen Fassunqssträngen 6 in die vertikale Schachtbohrung
nachströmt. Der beschriebene Brunnen eignet sich
zur Förderung von Trink- oder Brauchwasser.After the completion of the
Figur 3 zeigt eine Ausführung eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahrens gebauten Brunnens, der zum Fassen und
Abpumpen einer in einem Aquifer aufschwimmenden Verunreinigung
mittels Horizontaldrainage dient. Hierfür ist es
erforderlich, daß sich das vertikale Filterrohr 4 und die
Pumpe 12 unterhalb der ankommenden Fassungsstränge 6
befinden. Nach dem Abteufen der Schachtbohrung 1 wird
daher bei diesem Brunnen zunächst das vertikale Filterrohr
mit Aufsatzverrohrung unmittelbar über der Sohle der
Schachtbohrung 1 in diese eingebaut und der das Filterrohr
4 umgebende Ringraum wird bis über den für die
Durchführung der Fassungsstränge 6 bestimmten Fassungsabschnitt
5 mit Filterkies oder Einkornbeton verfüllt. Da
bei einer derartigen Anwendung die Fördermenge relativ
gering ist, können das vertikale Filterrohr 4 und die
horizontalen Fassungsstränge 6 einen verhältnismäßig
geringen Durchmesser haben, so daß der innerhalb der
Schachtbohrung 1 zur Verfügung stehende Querschnitt für
eine Anordnung, bei der das Filterrohr 4 und die Fassungsstränge
6 nebeneinander liegen, ausreichend groß
ist, zumal, wie in Figur 3 gezeigt, das Filterrohr außermittig
eingebaut werden kann.Figure 3 shows an embodiment of a according to the invention
Processed well, which can be grasped and
Pumping out a contamination floating in an aquifer
by means of horizontal drainage. It is for that
required that the
Eine weitere Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren zu bauenden Brunnens ist in Figur 4
gezeigt. Hierbei besteht die vertikale Schachtbohrung 1
aus drei überschnittenen Bohrungen, zwei augenliegenden
Nebenbohrungen 14 und einer zentralen Hauptbohrung 15.
Wie beim Pfahlbohren werden zuerst die beiden Nebenbohrungen
14 auf die erforderliche Tiefe abgeteuft und im
unteren Fassungsabschnitt 5 mit Filterkies oder Einkornbeton
und darüber mit Auffüllmaterial bzw. soweit zur
Abdichtung erforderlich mit Ton verfüllt. Bei Bedarf können
in die Nebenbohrungen vor dem Verfüllen auch Pegelrohre
oder Regenerierungsfilter eingebaut werden.
Anschließend wird die Hauptbohrung 15 bis zur Sohle der
Nebenbohrung 14 abgeteuft und im unteren Fassungsbereich
bis zu einer Höhe von ca. 3 m bis 4 m bei gleichzeitigem
Rückbau der zum Abteufen verwendeten Bohrrohre 16 mit
entsprechendem Filterkies oder Einkornbeton verfüllt. Als
nächstes werden die horizontalen Strangbohrungen 7
gebohrt, wobei diese teils durch die Nebenbohrungen 14
und teils durch die Hauptbohrung 15 verlaufen können, und
die Filterstränge in dieStrangbohrungen 7 eingezogen.
Nach Durchführung dieser Maßnahmen kann mit Hilfe einer
Schmutzwasserpumpe 17 vom Bohren der Strangbohrungen
eventuell vorhandene Bohrspülung aus der Hauptbohrung 15
abgepumpt und ein Klarspülen der horizontalen Filterstränge
durchgeführt werden. Danach erfolgt der Einbau
der vertikalen Filterrohre und das Verfüllen der Hauptbohrung
15 mit Filterkies oder Einkornbeton und Verfüllmaterial
in der bereits beschriebenen Weise unter gleichzeitigem
Rückbau der Bohrrohre 16.Another embodiment of one according to the invention
The method of building a well is shown in FIG. 4
shown. Here there is the vertical shaft bore 1
from three overlapped holes, two lying
Figur 5 zeigt eine Anwendung der Brunnenbauweise gemäß
Figur 4 zur Entwässerung einer Baugrube 18. Die vertikale
Schachtbohrung 1 bestehend aus zwei Nebenbohrungen 14 und
einer mit dieser überschnittenen Hauptbohrung 15, werden
in einem die Bautätigkeit nicht beeinträchtigenden
Abstand von der Baugrube 18 abgeteuft. In die Hauptbohrung
15 wird das vertikale Filterrohr 4 einbaut. Von Eintrittsöffnungen
8 aus, die auf der der Baugrube 18 entgegengesetzten
Seite der Schachtbohrung 1 liegen, werden in
den Baugrund horizontale Strangbohrungen 7 vorgetrieben,
die die Baugrube 18 unterqueren und deren Austrittsöffnungen
9 auf der der Schachtbohrung 1 abgekehrten Seite
der Baugrube 18 liegen. Durch die Austrittsöffnungen 9
werden dann jeweils mit Hilfe des Bohrgestänges gegebenenfalls
bei gleichzeitiger Aufweitung der Strangbohrungen
7 Filterrohrstränge in diese eingezogen. In vertikaler
Richtung haben die Strangbohrungen 7 ein deutliches
Gefälle zur vertikalen Schachtbohrung 1, damit auch
Sickerwasser dorthin abfließen kann.Figure 5 shows an application of the well construction according to
Figure 4 for drainage of an
Um eine größere Zahl von horizontalen Fassungssträngen an eine vertikale Schachtbohrung anschließen zu können, können auch drei oder mehr Nebenbohrungen um eine zentrale Hauptbohrung angeordnet sein, die sich mit der Hauptbohrung und bei größerer Zahl auch miteinander überschneiden. Auf diese Weise erhält die vertikale Schachtbohrung einen ausreichend großen Querschnitt, um bis zu acht großvolumige Horizontalbohrungen für den Einzug eines Hochleistungsfilters mit einem Durchmesser von 300 mm aufnehmen zu können. Die Horizontalbohrungen können auch in verschiedenen Höhen oder Grundwasserhorizonten verlaufen, womit es auch möglich ist, durch Einbau von mehreren übereinander angeordneten vertikalen Filterrohren Wasser aus verschiedenen Grundwasserhorizonten zu entnehmen oder in diese zu infiltrieren.To a larger number of horizontal socket strings to be able to connect a vertical shaft bore also three or more secondary holes around a central one Main bore may be arranged, which is aligned with the main bore and overlap with a larger number. In this way the vertical shaft bore is preserved a sufficiently large cross section to accommodate up to eight large-volume horizontal bores for the insertion of a High performance filter with a diameter of 300 mm to be able to record. The horizontal holes can also run at different heights or groundwater horizons, with which it is also possible to install several vertical filter tubes of water arranged one above the other to be taken from different groundwater horizons or infiltrate into this.
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