2-1- توسعه مصنوعی چاه
در زمینهای ماسه‌ای ریزدانه یکنواخت از طریق ریختن شن رودخانه‌ای گرد شده دانه نخودی تمیز در اطراف لوله‌های جدار مشبک (Screen) و انجام عملیات توسعه به کمک پمپاژ و یا سنبه زنی، میتوان نفوذپذیری لایه اطراف چاه را افزایش داد و از ورود ماسه به داخل چاه جلوگیری کرد. حداکثر و حداقل ضخامت شن ریخته شده بین 3 تا 8 اینچ می‌باشد. اگر اندازه دانه‌های گراول ریخته شده بزرگ باشد با ورود و جایگزینی دانه‌های ماسه در درون فضاهای خالی بین دانه‌های گراول، نفوذپذیری کاهش یافته و عمل توسعه بخوبی انجام نمی‌گیرد با تغییرات شدت و سرعت حرکت آب، ذرات ریزماسه وارد چاه شده و بهنگام بهره‌برداری از چاه آب توأم با ماسه استحصال می‌شود.
اسکرین مورد استفاده در این چاهها باید شکافی به شکل (V) داشته باشد تا آب متلاطم درون چاه بهنگام انجام عملیات توسعه از طریق آن مستقیماً وارد خلل و فرج فیلتر شنی شده و بهنگام بازگشت به درون چاه ذرات موجود در بین دانه‌های گراول را به درون چاه وارد کند. چنانچه قطر ذرات ماسه‌ای با دانه‌بندی یک شکل یکنواخت برابر 3/0 میلیمتر باشد بزرگی شبکه‌ای که بتواند جلوی ورود این ذرات را به داخل چاه بگیرد باید حداکثر 25/0 میلیمتر گردد. چون ایجاد چنین شبکه‌هایی عملاً امکان ندارد لذا میتوان یک لایه از دانه‌های گراول به قطر 4 برابر ذرات مذکور یعنی قطر 2/1 میلیمتر در اطراف لوله مشبک که اندازه عرض شبکه‌های آن 1 میلیمتر است قرار داد. این نوع توسعه را Gravel packing گویند اگر چنین لوله‌ای در دسترس نباشد میتوان یک لایه جدید از شن که قطر دانه‌های آن 4 برابر قطر دانه‌های قبلی یعنی 8/4 میلیمتر باشد در اطراف لوله مشبک ریخت و در اینصورت عرض شبکه‌ها می‌تواند حدود 4 میلیمتر باشد.
برای صرفه‌جویی در هزینه‌های حفاری و تهیه شن، حداقل ضخامت فیلتر شنی یعنی 3 اینچ را در نظر می‌گیرند. بدین ترتیب قطر چاهی با لوله جدار 12 اینچ می‌باید 18 اینچ باشد و اگر احتیاج به دو لایه فیلتر باشد قطر حفاری 22 اینچ خواهد بود.
3-1- توسعه به کمک پمپاژ بیش از ظرفیت و بازشویی چاه
برای انجام توسعه سفره آبی از وسایل مکانیکی، مواد شیمیایی و یا وسایلی که بتواند رسوبات ریزدانه لایه آبدار (اکیفر) را خارج نموده به جریان آزاد و راحت آب به درون چاه کمک نماید، استفاده می‌گردد. پمپاژ چاه بیش از ظرفیت آبدهی لایه (Over pumping) سبب می‌گردد که افت آب در داخل چاه به حداکثر رسیده و آب از پایین‌ترین نقطه با حداکثر هد (Head) یا ارتفاع از چاه خارج گردد. در اثر این عمل رسوبات ریزدانه ماسه و شن درون لایه آبدار از طریق شبکه‌های لوله جدار وارد چاه شده و بوسیله پمپ آب به بیرون منتقل می‌گردد.
ممکن است ذرات ریز ماسه در فضای بین دانه‌های درشت لایه آبدار و یا دانه‌های گراول تثبیت کننده ایجاد پل نموده و سفره کاملاً توسعه نیابد برای رفع این مشکل لازم است همزمان با عمل پمپاژ، آب چاه متلاطم گردد که امکان پذیر نمی‌باشد. به دلیل گرانی پمپ و لوازم پمپاژ برای نصب در اعماق زیاد و استهلاک شدید قطعات درونی آن توسط ماسه در جریان پمپاژ قوی و بروز مشکل پل‌بندی ذرات دانه ریز، استفاده از این روش در چاههای کم عمق با آبدهی پایین مقدور می‌باشد و در چاههای عمیق با آبدهی زیاد فاقد کارایی مفید بوده و ضمناً توجیه اقتصادی ندارد.
4-1- توسعه به روش شستشوی چاه
توسعه به روش شستشوی چاه شامل کلیه شیوه‌های ایجاد تلاطم و آشفتگی در چاه به منظور جلوگیری از پل بندی ذرات و استخراج مواد دانه‌ریز لایه آبدار برای افزایش نفوذپذیری و بازدهی چاه بشرح ذیل می‌باشد.
1-4-1- آبکشی متناوب از چاه
بوسیله پمپ توربینی شافت و غلافی از طریق کلاج زدن متناوب موتور همراه با آبکشی متناوب از چاه صورت می‌گیرد. در این روش ابتدا پمپ با کمترین ظرفیت خود شروع به کار می‌کند و بتدریج دور آنرا زیاد می‌نمایند تا با حداکثر دور بیشترین افت آب بوجود آید. در این حالت، حرکت پمپ را متوقف کرده (کلاج زدن) و اجازه می‌دهند تا آب موجود در لوله‌های آبده با سرعت از داخل پمپ به درون چاه تخلیه گردد. این عمل سبب خروج آب برگشتی پمپ از داخل شبکه‌ها به درون فضای موجود در بین دانه‌های گراول و همچنین سازند آبدار می‌گردد. با شروع مجدد پمپاژ ذرات ریزدانه به داخل لوله مشبک مکیده شده و با جریان آب توسط پمپ از چاه خارج می‌شود.
2-4-1- شستشو و توسعه چاه بوسیله پمپ گل
درخاتمه حفاری با روش دورانی مستقیم یک لایه از گل حفاری (کیک حفاری) و در سیستم حفاری معکوس که با آب صاف انجام می‌شود یک لایه از رسوبات ریزدانه لایه‌های حفاری شده بر روی دیواره چاه تشکیل می‌گردد. این لایه به علت نفوذ در فضای بین دانه‌ها و مسدود نمودن آنها، از آبدهی چاه بشدت می‌کاهد. لذا ضروری است بلافاصله بعد از خاتمه حفاری نسبت به شستشوی این لایه با تزریق آب صاف توسط پمپ گل دستگاه حفاری اقدام گردد. برای این کار بعد از نصب لوله جدار و شن ریزی (گراول پکینگ) سوزنها را تا انتهای چاه پایین داده و آب صاف را توسط پمپ گل از درون سوزنها در چاه تزریق می‌کنیم. با نصب یکعدد پکرلاستیکی در دهانه لوله جدار از خروج آب تزریق شده به بیرون چاه جلوگیری می‌نماییم و در نتیجه آب تزریق شده از طریق شبکه‌ها وارد فضای بین دانه‌ای گراول شده و از حد فاصل دیواره چاه و لوله جدار بطرف بالا حرکت می‌کند و بدین ترتیب رسوبات تشکیل شده بر روی دیواره را شسته و به بیرون منتقل می‌کند. اگر در شستشوی گل حفاری وقفه چند روزه بوجود آید ضروری است از پودر پلی‌فسفات سدیم برای متفرق کردن گل بنتونیت سفت شده بر روی دیوار چاه استفاده نمود.
3-4-1- شستشو و توسعه به کمک هوای فشرده
توسعه چاه به کمک تزریق هوای فشرده به دو روش شستشوی باز و شستشوی بسته صورت می‌گیرد. در روش بسته هوای فشرده از طریق دو لوله فولادی داخل هم یکی حدود یک متر کوتاهتر و بقطر حدود سه چهارم اینچ و دیگری بلندتر بقطر حدود 5 اینچ به درون چاه تزریق می‌شود. این دو لوله در درون لوله جدار تا عمق 60 الی 70 درصد طول آن در زیر سطح آب و یا تا نزدیک لبه فوقانی اسکرین نصب می‌گردد.
دهانه فوقانی لوله جدار بوسیله یک صفحه با سوراخهایی برای ورود لوله‌های هوا و تخلیه آب پمپاژی، مسدود می‌گردد هوا از طریق لوله باریکتر وارد چاه شده و آب گل‌آلود چاه را با فشار از درون لوله تخلیه 5 اینچ به بیرون چاه می‌ریزد. این موضوع سبب پائین رفتن سطح آب چاه تا لبه پائینی این لوله می‌شود در این هنگام تزریق هوا را متوقف نموده و تا بالا آمدن سطح آب در درون چاه صبر می‌نمایند. با بالا آمدن سطح آب در چاه هوای فشرده را از بیرون لوله‌های تداخلی و از بخش فوقانی چاه وارد لوله جدار می‌کنیم فشار این هوا بر سطح آب درون چاه موجب پایین رفتن آب و ورود آن به داخل لایه‌های زمین از طریق شبکه‌های لوله اسکرین می‌گردد. هنگامیکه سطح آب چاه به زیر لبه لوله تخلیه آب و گل برسد هوای تزریقی از طریق این لوله از چاه خارج می‌شود و در نتیجه سطح آب در این محل ثابت می‌ماند حال تزریق هوا از دهانه لوله جدار را قطع و مجدداً تزریق هوا از طریق لوله سه چهارم اینچ را آغاز می‌کنیم تا آب گل‌آلود همراه با ماسه را که از درون لایه‌ها خارج شده به بیرون پمپاژ کند. با تکرار این عمل ذرات ماسه از درون لایه‌ها خارج شده و چاه توسعه می‌یابد. در شستشو به روش تزریق هوای فشرده در لوله جدار دهانه باز، ابتدا چاه را توسط گل کش تمیز می‌نمایند. یک لوله فولادی بقطر حدود هشت اینچ در داخل چاه تا یک متری کف اسکرین نصب می‌نمایند. لوله هوا را از درون آن تا کف اسکرین پایین برده و جریان هوای فشرده را برقرار می‌کنند. در این هنگام آب درون چاه بشدت متلاطم شده و بعد لوله هوا را حدود 3 متر بالا کشیده و در نتیجه آب گل‌آلود درون لوله اسکرین با فشار از داخل لوله تخلیه 8 اینچ به بیرون چاه می‌ریزد. این عمل را آنقدر تکرار می‌کنند تا آب خارج شده از چاه تقریباً فاقد شن و ماسه باشد. حال لوله‌ها را حدود سه متر بالا کشیده و این عمل را در طول اسکرین آنقدر تکرار می‌کنند تا لایه در برگیرنده آن کاملاً از ماسه‌های ریز عاری شود و بدین وسیله عمل توسعه چاه در امتداد سطح لوله اسکرین کامل شود. برای انجام توسعه به روش تزریق هوای فشرده از یکدستگاه کمپرسور هوا به ظرفیت تولید هوا معادل CFM 125 با فشار حدود 100 الی 150 PS1 استفاده می‌شود.
4-4-1- شستشو و توسعه به کمک فوران شدید آب
در این روش با استفاده از یک قطعه لوله ته بسته بقطر 2 یا 4 اینچ که دارای 4 سوراخ بنام انژکتور به قطر یک چهارم تا یک دوم اینچ در دو امتداد عمود بر هم می‌باشد آب را با فشار زیاد به طریقه جت (Jet) به بیرون می‌پاشند.
این لوله شستشو را بوسیله لوله‌های رابط فلزی به درون چاه و داخل لوله اسکرین می‌فرستند و آب صاف را توسط یک پمپ فشار قوی به درون این لوله‌ها هدایت می‌کنند. آب پرفشار خروجی از درون شبکه‌های لوله‌اسکرین وارد لایه در برگیرنده شده و ذرات ریز ماسه را از درون لایه شسته و خارج می‌کند. همچنین لایه نازک گل حفاری (کیک گل Mud cake) روی دیوار چاه با فشار آب شسته و توسط جریان آب وارد لوله‌های چاه می‌شود. قطر خارجی دستگاه فوران آب حدود یک اینچ کمتر از قطر داخلی لوله جدار است. به هنگام انجام شستشو لازم است لوله شستشو را در امتداد طول اسکرین بالا و پایین کرده و آنرا بچرخانند تا تمامی سطوح لوله اسکرین و لایه در بر گیرنده آن در امتداد کل طول لوله اسکرین عاری از ماسه شده و عمل توسعه لایه بخوبی انجام شود. قطر سوراخ انژکتورها و تعداد آنها تابع قدرت پمپ تزریق آب می‌باشد.
5-1- توسعه به کمک پمپاژ بیش از ظرفیت و بازشویی چاه
برای انجام توسعه سفره آبی از وسایل مکانیکی، مواد شیمیایی و یا وسایلی که بتواند رسوبات ریزدانه لایه آبدار (اکیفر) را خارج نموده به جریان آزاد و راحت آب به درون چاه کمک نماید، استفاده می‌گردد. پمپاژ چاه بیش از ظرفیت آبدهی لایه (Over pumping) سبب می‌گردد که افت آب در داخل چاه به حداکثر رسیده و آب از پایین‌ترین نقطه با حداکثر هد (Head) یا ارتفاع از چاه خارج گردد. در اثر این عمل رسوبات ریزدانه ماسه و شن درون لایه آبدار از طریق شبکه‌های لوله جدار وارد چاه شده و بوسیله پمپ آب به بیرون منتقل می‌گردد.
ممکن است ذرات ریز ماسه در فضای بین دانه‌های درشت لایه آبدار و یا دانه‌های گراول تثبیت کننده ایجاد پل نموده و سفره کاملاً توسعه نیابد برای رفع این مشکل لازم است همزمان با عمل پمپاژ، آب چاه متلاطم گردد که امکان پذیر نمی‌باشد. به دلیل گرانی پمپ و لوازم پمپاژ برای نصب در اعماق زیاد و استهلاک شدید قطعات درونی آن توسط ماسه در جریان پمپاژ قوی و بروز مشکل پل‌بندی ذرات دانه ریز، استفاده از این روش در چاههای کم عمق با آبدهی پایین مقدور می‌باشد و در چاههای عمیق با آبدهی زیاد فاقد کارایی مفید بوده و ضمناً توجیه اقتصادی ندارد.
6-1- توسعه به روش شستشوی چاه
توسعه به روش شستشوی چاه شامل کلیه شیوه‌های ایجاد تلاطم و آشفتگی در چاه به منظور جلوگیری از پل بندی ذرات و استخراج مواد دانه‌ریز لایه آبدار برای افزایش نفوذپذیری و بازدهی چاه بشرح ذیل می‌باشد.
1-6-1- آبکشی متناوب از چاه
بوسیله پمپ توربینی شافت و غلافی از طریق کلاج زدن متناوب موتور همراه با آبکشی متناوب از چاه صورت می‌گیرد. در این روش ابتدا پمپ با کمترین ظرفیت خود شروع به کار می‌کند و بتدریج دور آنرا زیاد می‌نمایند تا با حداکثر دور بیشترین افت آب بوجود آید. در این حالت، حرکت پمپ را متوقف کرده (کلاج زدن) و اجازه می‌دهند تا آب موجود در لوله‌های آبده با سرعت از داخل پمپ به درون چاه تخلیه گردد. این عمل سبب خروج آب برگشتی پمپ از داخل شبکه‌ها به درون فضای موجود در بین دانه‌های گراول و همچنین سازند آبدار می‌گردد. با شروع مجدد پمپاژ ذرات ریزدانه به داخل لوله مشبک مکیده شده و با جریان آب توسط پمپ از چاه خارج می‌شود.
2-6-1- شستشو و توسعه چاه بوسیله پمپ گل
درخاتمه حفاری با روش دورانی مستقیم یک لایه از گل حفاری (کیک حفاری) و در سیستم حفاری معکوس که با آب صاف انجام می‌شود یک لایه از رسوبات ریزدانه لایه‌های حفاری شده بر روی دیواره چاه تشکیل می‌گردد. این لایه به علت نفوذ در فضای بین دانه‌ها و مسدود نمودن آنها، از آبدهی چاه بشدت می‌کاهد. لذا ضروری است بلافاصله بعد از خاتمه حفاری نسبت به شستشوی این لایه با تزریق آب صاف توسط پمپ گل دستگاه حفاری اقدام گردد. برای این کار بعد از نصب لوله جدار و شن ریزی (گراول پکینگ) سوزنها را تا انتهای چاه پایین داده و آب صاف را توسط پمپ گل از درون سوزنها در چاه تزریق می‌کنیم. با نصب یکعدد پکرلاستیکی در دهانه لوله جدار از خروج آب تزریق شده به بیرون چاه جلوگیری می‌نماییم و در نتیجه آب تزریق شده از طریق شبکه‌ها وارد فضای بین دانه‌ای گراول شده و از حد فاصل دیواره چاه و لوله جدار بطرف بالا حرکت می‌کند و بدین ترتیب رسوبات تشکیل شده بر روی دیواره را شسته و به بیرون منتقل می‌کند. اگر در شستشوی گل حفاری وقفه چند روزه بوجود آید ضروری است از پودر پلی‌فسفات سدیم برای متفرق کردن گل بنتونیت سفت شده بر روی دیوار چاه استفاده نمود.
3-6-1- شستشو و توسعه به کمک هوای فشرده
توسعه چاه به کمک تزریق هوای فشرده به دو روش شستشوی باز و شستشوی بسته صورت می‌گیرد. در روش بسته هوای فشرده از طریق دو لوله فولادی داخل هم یکی حدود یک متر کوتاهتر و بقطر حدود سه چهارم اینچ و دیگری بلندتر بقطر حدود 5 اینچ به درون چاه تزریق می‌شود. این دو لوله در درون لوله جدار تا عمق 60 الی 70 درصد طول آن در زیر سطح آب و یا تا نزدیک لبه فوقانی اسکرین نصب می‌گردد.
دهانه فوقانی لوله جدار بوسیله یک صفحه با سوراخهایی برای ورود لوله‌های هوا و تخلیه آب پمپاژی، مسدود می‌گردد هوا از طریق لوله باریکتر وارد چاه شده و آب گل‌آلود چاه را با فشار از درون لوله تخلیه 5 اینچ به بیرون چاه می‌ریزد. این موضوع سبب پائین رفتن سطح آب چاه تا لبه پائینی این لوله می‌شود در این هنگام تزریق هوا را متوقف نموده و تا بالا آمدن سطح آب در درون چاه صبر می‌نمایند. با بالا آمدن سطح آب در چاه هوای فشرده را از بیرون لوله‌های تداخلی و از بخش فوقانی چاه وارد لوله جدار می‌کنیم فشار این هوا بر سطح آب درون چاه موجب پایین رفتن آب و ورود آن به داخل لایه‌های زمین از طریق شبکه‌های لوله اسکرین می‌گردد. هنگامیکه سطح آب چاه به زیر لبه لوله تخلیه آب و گل برسد هوای تزریقی از طریق این لوله از چاه خارج می‌شود و در نتیجه سطح آب در این محل ثابت می‌ماند حال تزریق هوا از دهانه لوله جدار را قطع و مجدداً تزریق هوا از طریق لوله سه چهارم اینچ را آغاز می‌کنیم تا آب گل‌آلود همراه با ماسه را که از درون لایه‌ها خارج شده به بیرون پمپاژ کند. با تکرار این عمل ذرات ماسه از درون لایه‌ها خارج شده و چاه توسعه می‌یابد. در شستشو به روش تزریق هوای فشرده در لوله جدار دهانه باز، ابتدا چاه را توسط گل کش تمیز می‌نمایند. یک لوله فولادی بقطر حدود هشت اینچ در داخل چاه تا یک متری کف اسکرین نصب می‌نمایند. لوله هوا را از درون آن تا کف اسکرین پایین برده و جریان هوای فشرده را برقرار می‌کنند. در این هنگام آب درون چاه بشدت متلاطم شده و بعد لوله هوا را حدود 3 متر بالا کشیده و در نتیجه آب گل‌آلود درون لوله اسکرین با فشار از داخل لوله تخلیه 8 اینچ به بیرون چاه می‌ریزد. این عمل را آنقدر تکرار می‌کنند تا آب خارج شده از چاه تقریباً فاقد شن و ماسه باشد. حال لوله‌ها را حدود سه متر بالا کشیده و این عمل را در طول اسکرین آنقدر تکرار می‌کنند تا لایه در برگیرنده آن کاملاً از ماسه‌های ریز عاری شود و بدین وسیله عمل توسعه چاه در امتداد سطح لوله اسکرین کامل شود. برای انجام توسعه به روش تزریق هوای فشرده از یکدستگاه کمپرسور هوا به ظرفیت تولید هوا معادل CFM 125 با فشار حدود (PS1) 100 الی 150 استفاده می‌شود.
4-6-1- شستشو و توسعه به کمک فوران شدید آب
در این روش با استفاده از یک قطعه لوله ته بسته بقطر 2 یا 4 اینچ که دارای 4 سوراخ بنام انژکتور به قطر یک چهارم تا یک دوم اینچ در دو امتداد عمود بر هم می‌باشد آب را با فشار زیاد به طریقه جت (Jet) به بیرون می‌پاشند.
این لوله شستشو را بوسیله لوله‌های رابط فلزی به درون چاه و داخل لوله اسکرین می‌فرستند و آب صاف را توسط یک پمپ فشار قوی به درون این لوله‌ها هدایت می‌کنند. آب پرفشار خروجی از درون شبکه‌های لوله‌اسکرین وارد لایه در برگیرنده شده و ذرات ریز ماسه را از درون لایه شسته و خارج می‌کند. همچنین لایه نازک گل حفاری (کیک گل Mud cake) روی دیوار چاه با فشار آب شسته و توسط جریان آب وارد لوله‌های چاه می‌شود. قطر خارجی دستگاه فوران آب حدود یک اینچ کمتر از قطر داخلی لوله جدار است. به هنگام انجام شستشو لازم است لوله شستشو را در امتداد طول اسکرین بالا و پایین کرده و آنرا بچرخانند تا تمامی سطوح لوله اسکرین و لایه در بر گیرنده آن در امتداد کل طول لوله اسکرین عاری از ماسه شده و عمل توسعه لایه بخوبی انجام شود. قطر سوراخ انژکتورها و تعداد آنها تابع قدرت پمپ تزریق آب می‌باشد.
تماس با ما
گروه تلگرام ما
هشدارهای ما
آمار و اطلاعات
پروژه
در منابع آب
نظرات (۰)