Advanced

Borrningsteknikens påverkan vid provtagning inför dimensionering av formationsfilter

Nordlander, Lina LU (2015) In Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet GEOL01 20151
Department of Geology
Abstract (Swedish)
Rapporten undersöker betydelsen för val av borrmetod när en formationsfilterbrunn ska dimens-ioneras. Dimensionering av filtrets slitsvidd görs med utgångspunkt från kornstorleksanalyser genom provtagning av borrkax. Ett formationsfilter byggs upp genom att tvätta bort en stor del av det finkorniga materialet i ett sedi-ment och låta de grövre partiklarna fungera som ett naturligt grusfilter runt filterröret. Siktanalysen ska visa korn-storleksfördelningen i akvifären och därför bör borrkaxet ge en så bra bild av de verkliga förhållandena som möjligt för att kunna göra en optimal dimensionering av formationsfiltret. Borrning genom jordlager sker vanligen med en tryckluftsdriven hammarborr som samtidigt driver ned ett foderrör i hålet.... (More)
Rapporten undersöker betydelsen för val av borrmetod när en formationsfilterbrunn ska dimens-ioneras. Dimensionering av filtrets slitsvidd görs med utgångspunkt från kornstorleksanalyser genom provtagning av borrkax. Ett formationsfilter byggs upp genom att tvätta bort en stor del av det finkorniga materialet i ett sedi-ment och låta de grövre partiklarna fungera som ett naturligt grusfilter runt filterröret. Siktanalysen ska visa korn-storleksfördelningen i akvifären och därför bör borrkaxet ge en så bra bild av de verkliga förhållandena som möjligt för att kunna göra en optimal dimensionering av formationsfiltret. Borrning genom jordlager sker vanligen med en tryckluftsdriven hammarborr som samtidigt driver ned ett foderrör i hålet. Borrkaxet som bildas i samband med hammarborrning innehåller delvis krossade korn eftersom hammarens borrkrona slår sig ner genom jordlagren och delvis krossar materialet framför sig. Det innebär att dimensioneringen av formationsfiltrets slitsöppningar när hammarborrning har använts vid provtagning delvis görs med krossade kornstorlekar. För att få en uppfattning om hur mycket det påverkar valet av slitsvidd har prover från hammarborrning jämförts med prover från 2” rördriv-ning. 2” rördrivning är en bra provtagningsmetod som inte påverkar genomborrade sediment på samma sätt som hammarborrning. Prover har tagits från borrkax av dessa två borrmetoder. Dessa har siktanalyserats och kornstor-lekskurvor har upprättats, som sedan har bildat grundval för dimensionering av slitsvidder för ett formationsfilter. Undersökningen påvisar skillnader mellan de två borrmetoderna. Hammarborrningens prover ger inte bara delvis krossade korn, utan det är också betydligt svårare att nivåbestämma kaxet vid provtagningen. Provtagning genom hammarborrning ger därför inte en verklig bild av kornstorleksfördelningen i akvifären. Rördrivningens borrkax ger dock inte heller en total bild, sedimentproverna visar en underrepresentation av grövre partiklar då rörspetsens per-forerade hål endast släpper igenom korn <8 mm. Vilken av dessa borrmetoder som ger den bästa möjligheten till dimensionering av formationsfilter bör vidare undersökas med till exempel provpumpningar och magasinsanalyser. (Less)
Popular Abstract
This report examines the significance for the choice of drilling methods when dimensioning a formation well screen. Dimensioning the slot openings of the well screen is done by studying sediment samples by sieve anal-ysis. The sieve analysis shows the abundance of the particle size distribution in the aquifer, and the particles sam-pled should therefore give an adequate description of the real conditions in the aquifer to optimize the well screen. Drilling in unconsolidated sediment layers is often done by using a compressed air driven hammer drill that simul-taneously drive down a casing down the drill hole. The drilling cuttings that surface from the hammer drill contain partly crushed particles, as the hammer hammers down through the... (More)
This report examines the significance for the choice of drilling methods when dimensioning a formation well screen. Dimensioning the slot openings of the well screen is done by studying sediment samples by sieve anal-ysis. The sieve analysis shows the abundance of the particle size distribution in the aquifer, and the particles sam-pled should therefore give an adequate description of the real conditions in the aquifer to optimize the well screen. Drilling in unconsolidated sediment layers is often done by using a compressed air driven hammer drill that simul-taneously drive down a casing down the drill hole. The drilling cuttings that surface from the hammer drill contain partly crushed particles, as the hammer hammers down through the sediment layers, and the drilling bit crushes parts of the material. The dimensioning of the well screen openings based on hammer drilling samples is therefore also based on partly crushed grains sizes. To understand how much this affects the choice of the well sloth open-ings, the drilling cuttings from a compressed hammer drill have been compared with the drilling samples of a pipe hammer driven sampling method. Pipe hammer sampling methods is considered to be good as this method does not affect the pierced sediment. Samples have been collected from these two drilling methods, they have been sieved analyzed and filter well screens have been dimensioned. A formation well screen is built up by washing away the fine-grained material in sediment and allowing the coarser particles to act as a natural gravel filter around the filter tube. This report shows differences in the drill sediment between these two drilling methods. Hammer drilling did not only have partly crushed grains but the torque of sampling the sediment made it also hard to determine the exact sampling depth. The samples taken from hammer drilling methods do not give a true description of the grain size distribution in the aquifer. The pipe hammer sediment samples did show an underrepresentation of large grains as the head of the pipe only allows grains <8 mm to be sampled. Which one of these two drilling methods that make the best grain size dimensions for optimizing well screens requires continued investigation, using complementary test pumping and storability analysis of the aquifer. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Nordlander, Lina LU
supervisor
organization
course
GEOL01 20151
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
hydrogeologi, formationsfilter, hammarborrning, rördrivning, kornstorleksanalys
publication/series
Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet
report number
437
language
Swedish
id
5468600
date added to LUP
2015-06-09 11:14:45
date last changed
2015-06-09 11:14:45
@misc{5468600,
  abstract     = {Rapporten undersöker betydelsen för val av borrmetod när en formationsfilterbrunn ska dimens-ioneras. Dimensionering av filtrets slitsvidd görs med utgångspunkt från kornstorleksanalyser genom provtagning av borrkax. Ett formationsfilter byggs upp genom att tvätta bort en stor del av det finkorniga materialet i ett sedi-ment och låta de grövre partiklarna fungera som ett naturligt grusfilter runt filterröret. Siktanalysen ska visa korn-storleksfördelningen i akvifären och därför bör borrkaxet ge en så bra bild av de verkliga förhållandena som möjligt för att kunna göra en optimal dimensionering av formationsfiltret. Borrning genom jordlager sker vanligen med en tryckluftsdriven hammarborr som samtidigt driver ned ett foderrör i hålet. Borrkaxet som bildas i samband med hammarborrning innehåller delvis krossade korn eftersom hammarens borrkrona slår sig ner genom jordlagren och delvis krossar materialet framför sig. Det innebär att dimensioneringen av formationsfiltrets slitsöppningar när hammarborrning har använts vid provtagning delvis görs med krossade kornstorlekar. För att få en uppfattning om hur mycket det påverkar valet av slitsvidd har prover från hammarborrning jämförts med prover från 2” rördriv-ning. 2” rördrivning är en bra provtagningsmetod som inte påverkar genomborrade sediment på samma sätt som hammarborrning. Prover har tagits från borrkax av dessa två borrmetoder. Dessa har siktanalyserats och kornstor-lekskurvor har upprättats, som sedan har bildat grundval för dimensionering av slitsvidder för ett formationsfilter. Undersökningen påvisar skillnader mellan de två borrmetoderna. Hammarborrningens prover ger inte bara delvis krossade korn, utan det är också betydligt svårare att nivåbestämma kaxet vid provtagningen. Provtagning genom hammarborrning ger därför inte en verklig bild av kornstorleksfördelningen i akvifären. Rördrivningens borrkax ger dock inte heller en total bild, sedimentproverna visar en underrepresentation av grövre partiklar då rörspetsens per-forerade hål endast släpper igenom korn <8 mm. Vilken av dessa borrmetoder som ger den bästa möjligheten till dimensionering av formationsfilter bör vidare undersökas med till exempel provpumpningar och magasinsanalyser.},
  author       = {Nordlander, Lina},
  keyword      = {hydrogeologi,formationsfilter,hammarborrning,rördrivning,kornstorleksanalys},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet},
  title        = {Borrningsteknikens påverkan vid provtagning inför dimensionering av formationsfilter},
  year         = {2015},
}