HU209167B - Method for forming well of small depth - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás, előnyösen műanyag csővel épített kút palástcementezésére, főleg ismert módon elkészített, iránycsővel, béléscsőrakattal ellátott kutak esetében az iránycső és a béléscsőrakat, valamint a kútfurat palástja és a béléscsőrakat közötti tér kicementezésének megvalósítására.

Közismert, hogy a fúrt kutak esetében a vízkutak egy folyadékadó rétegbe, vagy egy folyadékadó rétegcsoportba vannak kialakítva és csak az azonos hidrosztatikus nyomású, vagy közel azonos hidrosztatikus nyomású réteg készletét lehet egy kúttal a felszínre hozni. Ezért szükséges, hogy fúrt kutak esetében, ahol a furat készítése során több különböző talajszerkezetű rétegen halad át, azok a talajrétegek, amelyek nem vízadóak, kellőképpen szigetelve legyenek, a szigetelés nyomásálló legyen, ugyanis csak így biztosítható a vízadó rétegekből való folyamatos vízkitermelés. A különböző szerkezeti kiképzéssel felszerelt kutak esetében, ahol általában a kész furat béléscsőrakattal van ellátva ez a szigetelés palástcementezéssel történik, melynek során a béléscsőrakat és a kút fala között kialakuló gyűrűs teret cementtejjel töltik ki és azt ott megszilárdulni hagyják. A palástcementezést cementezőszelepen keresztül injektáló nyomásközvetítő szerkezettel kell végezni, vagy ejtőcsővel kell a gyűrűsteret feltölteni.

Ismert a 198 312 számú magyar szabadalom, amely eljárás vízkitermelő kút kialakítására és vízsugaras bontófej az eljárás foganatosításához. Ebben az eljárásban is a kút fúrását béléscsőrakat védelme mellett a vízadó réteg felső határáig végzik el, ezután a fúrólyuk fala és a béléscsőrakat között, illetve a csőrakat környezetében palást és sarucementezést készítenek, és e művelettel egyidejűleg kaverna fedőboltozatot képeznek ki. A palástcementezés során a cementtej nyomása a béléscsőraktot sugár irányban terheli. Ezt a terhelést, amely valójában a béléscsőrakatra ható külső nyomás, és nagysága a mélységgel arányos, a béléscsőnek fel kell vennie, és ellen kell állnia, ezért azt megfelelően szilárd anyagból, és megfelelő méretekkel, főleg falvastagsággal kell alkalmazni.

A 188 121 számú magyar szabadalom fúrt kút, főleg víztermelő kút, cementező- és homokbevezető szelep fúrt kúthoz, ezekhez nyomásközvetítő berendezés, valamint eljárás fúrt kút kialakítására. E találmány szerinti megoldásban az első gyűrűs teret, tehát a lyukfal és a technikai rakat közötti teret cementezőszelepen keresztül, nyomásközvetítő berendezés közbeiktatásával cementtej besajtolásával, cementtejjel töltik ki, majd megszilárdulni hagyják.

Ez az eljárás szakaszonként megismételhető rétegelzáró szelepek közbeiktatásával, és lehetőség van arra, hogy a cementtej besajtolását csak a furat egy bizony szakaszán végezzék el, így csak egy adott függőleges csőszakasz palástcementezésére kerüljön sor. Ebben az eljárásban amikor a palástcementezési eljárásra kerül sor, a béléscsőrakatra kívülről vízszintes értelmű, sugárirányú hidrosztatikus nyomás hat, amely mindig merőleges a cső külső felületére. Ebben az esetben a nyomás nagysága az alkalmazott sajtolóberendezéstől függ·

Ismert a 3 034992 számú német szabadalom, ahol a béléscsőrakat és a termelőcső közötti térbe tömítést helyeznek el, így növelve a kútban lévő búvárszivattyú szívó hatását. Ebben a megoldásban nincs megoldva a felső nem vízadó rétegek szigetelése, a kútfurat fala és a béléscsőrakat között.

Fent idézett szabadalmak szerinti eljárásoknak közös és igen jelentős hátránya, hogy a palástcementezés során a béléscsőrakatra nyomás hat. Ez a nyomás amely egyrészt a sajtolóberendezés nyomásából, másrészt a mélységgel arányos folyadéknyomásból adódik, hosszú ideig, vagyis a sajtolás és/vagy feltöltéstől kezdve a cementtej megszilárdulásáig hat, és a béléscsőrakatot oly módon veszi igénybe, hogy annak palástjában nyomóerő keletkezik. Ezt a nyomást csak erős, főleg acél anyagból készülő csövek képesek felvenni anélkül, hogy a palástcementezési eljárás során eltörjenek. Ezért a fenti szabadalmak szerinti eljárások közös hátránya, hogy nem lehet alkalmazni könnyű, olcsó - például előnyösen műanyagból készült - csövekkel készített bélécsőrakatok esetében.

Jelen találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölése, és olyan palástcementezési eljárás kialakítására, melynek során az elkészített béléscsőrakaton belül alkalmazott nyomással, amely mindig egyenlő a külső nyomással, ki lehet küszöbölni azt, hogy a béléscsőrakat nyomásnak és ebből eredő belső igénybevételnek legyen kitéve, és így az ismert megoldásoknál egyszerűbben, jobban, biztonságosabban és gazdaságosabban valósítható meg a kútfurat palástja, és a béléscsőrakat, valamint az iránycső és a béléscsőrakat közötti gyűrűs tér palástcementezése.

A találmány tehát eljárás, előnyösen műanyag csővel épített kút palástcementezésére, melynek során ismert módon elkészített kútfuratban a béléscsőrakat és az iránycső közötti, valamint a béléscsőrakat vagy béléscső és a lyukfal közötti gyűrűs térben palástcementezéssel cementpalástot készítünk.

A találmány lényege abban van, hogy a béléscsőrakatot és a gyűrűs teret öblítőfolyadékkal feltöltjük, és a béléscsőrakatot nyomásállóan lezárjuk, majd visszacsapószelepet juttatunk le fúrócsővel a béléscsőrakatot felül nyomásállóan lezáró tömszelencén keresztül a béléscsőrakat sarujáig, és a visszacsapó szelepen keresztül cementtejet juttatunk nyomáson a fúrólyuk aljára mindaddig, míg a cementtej a béléscső és a lyukfal, majd az iránycső és a béléscsőrakat között felfelé, a felszínen megjelenik, majd a gyűrűs teret kitöltő cementtejet a nyomás megszűntéig szilárdulni hagyjuk, végül pedig öblítőfolyadékkal a béléscsőrakat megnyitása után a kutat átmossuk.

A találmány tehát azon a felismerésen alapul, hogyha kút palástcementezését oly módon hajtjuk végre, hogy az eljárás során mindvégig azonos nyomást működtetünk a béléscső vagy béléscsőrakat külső és belső oldalán, amely nyomások egymást egyensúlyozzák, és ily módon elkerüljük azt, hogy a béléscső anyagában belső igénybevételek keletkezzenek a palástcementezési eljárás alatt, akkor kis szilárdságú anyagokból például műanyagokból - is készíthető a béléscső.

HU 209 167 Β

A találmány szerinti eljárás a hagyományos kútfúró eljárások technológiai folyamatának egyik része, ahhoz jól illeszkedik. így a palástcementezés az iránycső elhelyezése, a kút fúrása, és a béléscsőrakat elhelyezése után kezdődik azzal, hogy a béléscsőrakatot és a gyűrűs teret amely a béléscsőrakat és a kútfurat közötti üreg - öblítőfolyadékkal feltöltjük. A feltöltést a béléscsőrakaton keresztül végezzük, és amikor az öblítőfolyadék a kút fala és béléscsőrakat, majd az iránycső és a béléscsőrakat között felfelé áramolva megjelenik a felszínen, a feltöltést befejezzük. Ekkor a béléscsőrakat belül, és a gyűrűs tér is teljes egészében fel van töltve öblítőfolyadékkal. Ezután a béléscsőrakatot nyomásállóan lezárjuk nyomócsővel és tömszelencével felszerelt szerkezettel, és ezen a tömszelencén keresztül fúrócsővel a béléscsőrakat aljáig lejuttatjuk a visszacsapószelepet. A fúrócsövet a tömszelencével ugyancsak nyomásállóan rögzítjük. A fúrócső beszerelése után a fúrócső felső, a béléscsőrakatot nyomásállóan lezáró szerkezetből kiálló végéhez csatlakoztatjuk a cementtejet szolgáltató berendezést, és megkezdjük a cementtej nyomáson történő lejuttatását. A nyomás alatt álló cementtej a fúrócsövön át a visszacsapószelepen keresztül a kút alján szétáramlik, és a nyomás hatására a felszín felé igyekszik. Mivel a béléscső belseje is és a béléscső és a kútfal közötti gyűrűs tér is öblítőfolyadékkal van feltöltve, de a béléscső felől le van zárva, a gyűrűs tér viszont a szabad térbe torkollik, a cementtej áramlási iránya a visszacsapószeleptől csak a gyűrűs tér felé alakul ki. Lényeges azonban, hogy miközben a cementtej csak a gyűrűs tér felé, majd a gyűrűs térben a felszín felé irányul, közben nyomása nem csak a béléscső külső falára, hanem az öblítőfolyadék közvetítésével és a lezárószerkezetre szerelt nyomásmérővel ellenőrizhetően annak belső falára is hat. Miközben a palástcementezést végezzük, a cementtej mennyisége és nyomása addig nő, míg a gyűrűs tér teljesen megtelik cementtejjel, megjelenik az iránycső és a béléscsőrakat között a felszínen. Ekkor a cementtej lejuttatását befejezzük. Abból a célból, hogy a fúrócsőben ne maradjon cementtej - ugyanis ennek megkötése a fúrócsőben annak tönkremeneteléhez vezet - ismét öblítőfolyadékot nyomunk a fúrócsőbe.

Ezen öblítőfolyadéknak a mennyiségét előre kiszámítjuk, és miután a teljes szükséges mennyiséget lejuttattuk, a nyomóvezetéken lévő tolózárat elzárjuk. Ekkor a fúrócsőben és a béléscsőrakatban öblítőfolyadék van, a gyűrűs térben pedig cementtej. A cementtej nyomása az öblítőfolyadék közvetítésével a béléscsőrakat belső oldalára is hat, így a béléscsőrakat anyagának igénybevétele elenyésző. A cementtej megszilárdulását megvárjuk, ezt a béléscsőrakatot lezáró szerkezet nyomásmérőjén a nyomás csökkenése jelzi. Amikor a belső nyomás megszűnik, a cementtej megszilárdult, és a palástcementezést befejeztük. Ekkor a fúrócsövet kiszereljük a béléscsőből, az öblítőfolyadékot is eltávolítjuk, majd a kút építését az ismert módon folytatjuk.

A találmány szerint előnyös, ha a béléscsőrakatot műanyag csőből készítjük.

Előnyös az is, ha az öblítőfolyadék sűrűsége legfeljebb 1,2 g/cm³.

A találmány szerinti eljárásnak jelentős előnyei vannak. Hatásosan, gyorsan, egyszerűen, pontosan, gazdaságosan végezhető el kút palástcementezése. Fontos előny, hogy a palástcementezés során nem alakul ki olyan jellegű nyomás, amely a béléscsőrakatot terheli, így annak szilárdsági tulajdonságai nem lényegesek. Ennek eredményeképpen lehetőség nyílik olcsó, egyszerűen kezelhető, nem korrodáló műanyag csövek, főleg PVC csövek alkalmazására.

A találmány lényegét egy megvalósítási példa kapcsán a mellékelt ábra segítségével mutatjuk be, ahol az

- 1. ábra a kút függőleges metszete az eljárás befejezése előtti állapotban a cementtej megszilárdulása alatti időszakban

Az 1. ábrán a találmány szerinti kiviteli példán 5 kútfuratban az iránycső és 2 béléscsőrakat, valamint 3 palástcementezés van ábrázolva. A 2 béléscsőrakatot, nyomásállóan zárjuk le, a 12 lezárószerkezeten 13 nyomásmérőt és 14 tömszelencét szerelünk. A 14 tömszelencén keresztül juttatjuk le 4 talpig a 2 béléscsőrakatot kitöltő 15 öblítőfolyadékon keresztül 6 fúrócső végén lévő 11 visszacsapó szelepet. A 6 fúrócsőhöz csatlakoztatjuk a cementezőberendezést, tolózár közbeiktatásával. A 6 fúrócsövön és a 11 visszacsapószelepen keresztül a 4 talpig nyomjuk nyomáson aló cementtejet, amely a 2 béléscsőrakat és az 1 iránycső között a felszínig áramlik. A 16 cementtejnek az 1 iránycső és a 2 béléscsőrakat között a felszínén való megjelenésekor a 16 cementtej lenyomását abbahagyjuk, és a 6 fúrócsövet 15 öblítőfolyadékkal kimossuk. A 13 nyomásmérő ellenőrzésével addig várunk, míg a 16 cementtej megszilárdulását a nyomás megszűnése jelzi. Ekkor a 2 béléscsőrakatot lezáró 12 lezárószerkezetet eltávolítjuk, a 6 fúrócsövet kiemeljük az 5 kútfuratból, és a 15 öblítőfolyadékot is kiszivattyúzzuk. Ezután a kút kiépítését az ismert módon folytatjuk. Ebben a megvalósítási formában az öblítőanyag sűrűsége 1, 2 g/cm³, és a béléscsőrakatot célszerűen PVC-ből készítjük.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás, előnyösen műanyag csővel épített kút palástcementezésére, amelynek során ismert módon kútfuratban, a béléscsőrakat és az iránycső közötti, valamint a béléscsőrakat, vagy béléscső és a kútfurat közötti gyűrűs térben palástcementezéssel cementpalástot készítünk, azzal jellemezve, hogy a béléscsőrakat (2) és a kútfurat (5) közötti gyűrűs teret öblítőfolyadékkal (15) feltöltjük és a béléscsőrakatot (2) nyomásállóan lezárjuk, majd visszacsapószelepet (11) juttatunk le fúrócsővel (6), a béléscsőrakatot (2) felül nyomásállóan lezáró tömszelencén (14) keresztül a béléscsőrakat (2) sarujáig és a visszacsapószelepen (11) keresztül cementtejet (16) juttatunk nyomáson a kútfurat (5) aljára, mindaddig, míg a cementtej (16) a béléscsőrakat (2) és a kútfurat (5) közötti gyűrűs térben felfelé áramolva a felszínen megjelenik, majd a gyűrűs teret kitöltő cementtejet (16) a nyomás megszűntéig szilár3

   HU 209 167 Β dúlni hagyjuk, végül pedig öblítő folyadékkal a béléscsőrakat (2) megnyitása után a kutat átmossuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a béléscsőrakatot (2) műanyag csőből készítjük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az öblítőfolyadék (15) sűrűségét legfeljebb 1,2 g/cm³ értékre állítjuk be.