DE908239C

DE908239C - Verfahren zur Auflockerung von Boden- und Filterschichten zwecks Erhoehung ihrer Durchlaessigkeit

Info

Publication number: DE908239C
Application number: DEU1155A
Authority: DE
Inventors: Otto Kriegbaum; Dipl-Ing Bernhard Moll
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Current assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Priority date: 1951-04-05
Filing date: 1951-04-05
Publication date: 1954-04-05

Description

Verfahren zur Auflockerung von Boden- und Filterschichten zwecks Erhöhung ihrer Durchlässigkeit Wenn ein Brunnen fertig gebohrt und die Filterkiesschüttung eingebracht ist, muß er abgepumpt und entsandet werden. Erst durch dieses Abpumpen wird der Untergrund um das Filter herum in die Form gebracht, die für ein sandfreies Arbeiten für lange Jahre erforderlich ist. Man hat hierzu bisher die bekannten Mammutpumpen genommen, die neben der Wasserförderung durch die stoßweise Wirkungsweise eine gute Formierung des Untergrundes bewirkten. Es hat sich herausgestellt, daß diese Formierung besonders günstig ist, wenn erfindungsgemäß zeitweise im -Untergrund eine Strömung erzeugt wird, die von dem Brunnen wegführt, also der normalen Strömungsrichtung entgegengesetzt ist. Alte Brunnen lassen bei längerem Betreiben, namentlich wenn sie häufig an der oberen Grenze der Leistungsfähigkeit betrieben werden, in der Leistung nach, obwohl sich die Wasserverhältnisse in der weiteren Umgebung des Brunnens nicht geändert haben. Man führt dies auf eine Verdichtung im Filter oder Boden in der Nähe der künstlichen Filterschicht zurück, die verschiedene Ursachen haben kann. Auch hier hat die Mammutpumpe geringe Verbesserungen gebracht, die aber oft nicht befriedigten.
Es wurde nun gefunden, daß sehr leistungsfähige Brunnen entstehen bzw. alte Brunnen wieder leistungsfähig werden, wenn folgendermaßen gearbeitet wird: Indem Brunnen wird durch geeignete Mittel zeitweise ein innerer Überdruck erzeugt. Dann strömt nicht wie sonst das Wasser dem Brunnen bzw. dem Filterrohr zu, sondern von dem Brunnen weg. Bei dieser Umkehr der Strömungsrichtung muß eine Lockerung der Schichten eintreten, so daß beim nachfolgenden Abpumpen die gelockerten Teilchen weitgehend herausgespült werden. Als besonders erfolgreich hat sich erwiesen, wenn mit einen Druckgas gearbeitet wurde, das durch Einleitung in das Wasser des Pumpensumpfes mit diesem ein Gas-Wasser-Gemisch unter Druck bildet, in die Bodenschichten eindringt und diese durchspült und durchbläst.
Die Durchführung der Erfindung kann so erfolgen, daß man außer der nach dem bekannten hiammutprinzip arbeitenden Pumpe in den Brunnen eine am Ende mit Löchern versehene Spülleitung einbaut und mittels in die Spülleitung eingeführter gasförmiger Druckmedien, wie Preßluft, bei abgestellter Mammutpumpe und luftdichtem Abschluß des Brunnens eine Strömung des Luft-Wasser-Gemisches vom Brunnen weg zu den wasserführenden Schichten erzeugt. Die komprimierte Luft expandiert in Richtung vom Brunnen weg und führt den Hauptteil der Feinstoffe, Verschmutzungen, Feinsande, aus der Filterschicht heraus. Dann nimmt man bei abgestellter Luftspülung die Mammutpumpe in Betrieb. Dadurch wird die Strömung wieder umgekehrt. Etwa noch vorhandene gelockerte Schlämme und Feinsande werden in den Brunnen gespült und setzen sich im Brunnensumpf ab. Von hier aus werden sie durch die Mammutpumpe zutage gefördert. Durch fortlaufende Wiederholung der beschriebenen Vorgänge erfolgt eine laufende Auswaschung des Filterkieses und der dem Filterkies vorgelagerten wasserführenden Schichten und somit eine ErhÖhung der Durchlässigkeit der Filterkiesschichten.
Eine beispielmäßige Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Der Brunnen besteht aus einem Rohr (Filterrohr) i, das in die wasserführende Schicht hineinreicht und unten am Sumpf q. abg°schlassen ist. In der Höhe der wasserführenden Schichten ist das Rohr perforiert. Der Brunnenschacht könnte auch gemauert sein. In den Brunnen hinein ragt ein unten offenes Rohr 2, das Steigrohr einer Mammutpumpe mit dem Luftzuführungsrohr 2a. Das Rohr 2 könnte auch als Saugrohr einer beliebigen Pumpe dienen. Weiter ist in den Brunnen eingebaut die Spülleitung 3. Der Brunnen i selbst ist durch eine Platte 5 luftdicht verschlossen, durch die alle Leitungen luftdicht durchzuführen sind. Zum Betrieb werden die Schieber 7 und 7a abgeschlossen, und durch Schieber 8 wird in die Spülleitung 3 Druckluft eingedrückt. Im Brunnen entsteht dadurch ein Überdruck. Das Luft-Wasser-Gemisch strömt vom Brunnen weg durch den Filterkies 6 und durch die Bodenschichten, die dabei aufgelockert werden. Jetzt wird Schieber 8 geschlossen, und die Schieber 7 und 7a werden geöffnet. Nun fördert die Mammutpumpe durch das Steigrohr 2 Wasser nach oben, die Strömung im Boden ist jetzt wieder nach dem Brunnen zu gerichtet. Das zuströmende Wasser nimmt den Rest der durch das vorhergehende Durchblasen gelockerten feinen Bodenteilchen mit. Dieser Wechsel der Bewegungsrichtung des Wassers im Boden wird so lange fortgesetzt, bis das geförderte Wasser keine merkliche Trübung bzw. Sand- oder Schlammförderung mehr zeigt. Die Wasserförderung kann auch durch eine normale Pumpe erfolgen, jedoch hat sich gezeigt, daß die stoßweise Wirkung der Mammutpumpe für das Formieren und Regenerieren besonders geeignet ist.
Die mit diesem Verfahren erzielte Steigerung der Wasserergiebigkeit eines Brunnens betrug je nach den Verhältnissen 2,0 bis 300%. Auch Sickerbrunnen können bei Verschlammung oder Verölung des Filters nach dem Verfahren erfolgreich verbessert werden. Oft ist es nur durch Anwendung der Erfindung möglich gewesen, Brunnen überhaupt sandfrei zu machen.
Man kann nach diesem Verfahren nicht nur bei bestehenden Brunnen die Wasserwegsamkeit der Umgebung des Brunnens wiederherstellen oder sogar erhöhen, sondern diesen Gedanken besonders vorteilhaft bei der Erstellung neuer Brunnenanlagen verwenden. Dabei ist es in gewissen Fällen möglich, das Feinst- und Feinkorn aus wasserführenden Schichten flächenhaft herauszuholen und flächenhaft Iden Zufluß zu ermöglichen oder zu erhöhen. Die Erstellung neuer Brunnen kann verbilligt werden, weil infolge der gemäß Erfindung erzielten erhöhten Leistung nicht so tief gebohrt werden muß oder die Bohrungen kleinere Durchmesser haben können.
Das Verfahren läßt sich auch anwenden, um die Leistung unergiebiger oder unergiebig gewordener Erdölquellen, Salz- oder Mineralwasserquellen u. dgl. zu steigern. Die Wirkung des Verfahrens kann erhöht werden durch Zugabe von Chemikalien, welche die verdichteten Schichten chemisch lösen oder lockern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Auflockerung von Boden-und Filterschichten zwecks Erhöhung ihrer Durchlässigkeit, insbesondere zur Entsandung und Entschlammung von alten und neuen Brunnen, auch Sickerbrunnen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Brunnen oder Förderturm umgebenden Wasser- oder ölführenden Filter-oder Bodenschichten entgegengesetzt zu der normalen Strömungsrichtung des zu fördernden Stoffes, z. B. des Wassers, von einem gasförmigen Druckmedium abwechselnd mit normaler Förderung durchspült werden.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß z. B. in Sand-, Kies- und Schottergebieten Feinst- und Feinsande flächenhaft aus wasserführenden Schichten herausgespült werden und die Wasserwegsamkeit solcher Schichten durch die Entfernung der Feinteile erhöht und der Zufluß gesteigert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung mittels einer besonders in den Brunnen eingebauten Druckspülleitung vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brunnen so abgedichtet ist, daß die Filterschicht unter inneren überdruck gesetzt werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedium Druckluft verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Wassers aus dem Brunnen eine Mammutpumpe verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spülmedium Chemikalien zugegeben werden, welche die verdichteten Bodenschichten chemisch lösen oder lockern. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 258 o49, 262 q.51, 317 032; Gas- und Wasserfach, 1936, H. 34, S.623/624.