Brunnsdimensionering Geotec 298 Gotland Olle Andersson SWECO VIAK

Brunnsdimensionering Geotec 29/8 Gotland Olle Andersson SWECO VIAK AB, Malmö, Sweden 1

En energiborrare som producerar 100 m om dagen med 200 arbetsdagar åstadkommer 20 000 metrar/år. Varje meter levererar en effekt av i snitt 30 W/m borrhål, vilket blir 600 k. W totalt. Tillämpat som bergvärme med 3 500 timmars drifttid ger avger hålen 2 100 MWh/år. Detta motsvarar ca 1 500 fat eldningsolja (verkningsgrad 0. 7 i pannan). Värdet på denna olja är idag ca 1 miljon kronor (100 dollar/fat). Efter 40 år kommer dessa borrhål att ha sparat in 60 000 fat till ett värde av 40 miljoner kronor. Under tiden har samma borrare hunnit göra ytterligare 800 000 meter borrhål med samma besparingseffekt. Bara att lyfta på hatten. Grattis !!!!!! Ett oljefat = 2 450 k. Wh 2

Innehåll A. Funktionskrav B. Brunnstyper C. Kriterier för utformning D. Anläggning E. Rensningsmetoder F. Underhåll 3

Funktionskrav Ö Vatten skall kunna flöda in i brunnen med så lågt motstånd som möjligt Ö Vattnet skall vara fritt från partiklar Ö Vattnet skall inte kunna förorenas från marknära föroreningskällor Ö Brunnen skall vara utformad så att problem med korrosion och utfällningar minimeras 4

Brunnstyper Kommentarer Ö För enskilda hus kan det räcka med en grävd brunn Ö Globalt betraktat finns det stora variationer på hur brunnar utformas Ö Detsamma gäller borrmetoderna som ofta är anpassade till geologiska förhållanden och utvecklingsnivå 5

Den enkla rörbrunnen (“bergborran”) Kommentarer Ö Den i särklass enklaste och vanligaste borrade brunnen världen över Ö Borras ofta med direkt driven casing (ODEX TUBEX och liknande) Ö Borrskon måste tätas enligt varje lands egna regelverk (Normbrunn-07 i Sverige) 6

De två typerna filterbrunnar Formationsfilterbrunn Grusfilterbrunn 7

Formationsfilterbrunnen (oftast som “förlorat filter”) Kommentarer Ö Den absolut effektivaste filterbrunnen Ö Grovt material anrikas runt filterröret vid rensning Ö Används i grova material som grusåsar och flodavlagringar. De har vanligen mycket hög kapacitet 8

Grusfilterbrunnen Kommentarer Ö Vanlig i länder med ungt sedimentärt berg och mäktiga lösa avlagringar Ö Grusningen skall förhindra att finmaterial tränger in i brunnen. Sätter dock lätt igen Ö Om problem med igensättning uppkommer är de 9

Val av filterrör Kommentarer Ö Kontinuerligt slitsat filter är effektivast, men också dyrast Ö Alla andra typer har högre inströmningsförluster och hindrar effektiv rensning Ö Praktiskt taget alla filterrör kan fås i resistent material (rostfritt, plast, 10

Slitsvidden bestäms av kornfördelningen 11

Kriterier för slitsval av formationsfilter Ö Sorteringsgrad (D 60/D 10) skall vara > 2, 5 Ö Bestämmande är det finkornigaste lagret i lagerföljden D 10= 0, 1 mm D 60=0, 4 mm Uc= 4, 0 Ö Slitsstorleken väljs så att ca 50 % av materialet kan rensas bort 12

Dimensionering av filtergrusbrunnar Ö Sorteringsgrad (D 60/D 10) skall vara < 2, 5 Ö Det finkornigaste lagret bestämmer även här Ö Grusningens storlek mätt som D 50 skall vara 4 -5 gånger större än D 50 i formationen 13

Borrmetod för bergborror (1) Sänkhammarborrning (DTH) q Mycket effektiv i hårt berg q Maximalt djup ca 200 m 14

Borrmetod för formationsfilterbrunnar ODEX, TUBEX, NO-EX, med flera Flow channel q För nedborrning av foderrör Shoulder q Normalt maxdjup med luft, 3050 m Casing shoe Guide unit q Dito med Wassara, uppemot 100 m Reamer q Även linstöt, men då med arbetsrör Pilot bit Borehole wall 15

Borrmetod för grusfilterbrunnar Spolborrning (rotationsborrning med väskespolning, direkt eller omvänd) Mast Top drive unit Drill stem q Borrning med mudd i alla typer av lösa berg- och jordlager q Normalt största borrdjup, ca 400 m Fluid discharge Pump Hydraulic Return line 16

Rensningsmetoder (1) Swabbning q Utvecklat för linstöt q Finmaterial samlas i sandpumpen q Effektiv, men tidskrävande q Vanligt i länder som fortfarande använder linstöt 17

Rensningsmetoder (2) Kolvsugning (surging) q Används med borrstänger och speciellt kolvblock q Extremt kraftfull q Kan förorsaka kalvning av foderröret q Allra bäst om den kombineras med pumpning 18

Rensningsmetoder (3) Jettning q Vatten pumpas vid högt tryck genom borrör och ett roterande munstycke. q Finns även som vibrerande “Master Jet” (Tyskland) q Mycket effektivt vid kombination med samtidig pumpning q Allra bäst vid stora slitsar q Kan förorsaka skador på 19

Rensningsmetoder (4) Mammutpumpning q Mycket praktisk i kombination med DTH q Den vanligaste metoden för formationsfilterbrunnar q Fungerar allra bäst vid chockning (av och på med luft) q OBS! Luftrutsläpp får aldrig göras i filterdelen 20

Rensningsmetoder (5) Syrning q Kan användas för rensning av utfällningar (kemiska) q Speciella syror används beroende på typ av utfällning q Stor aktsamhet måste till för att undvika skador q Oftast billigare med ny brunn 21

Underhållsaspekter Ö Brunnar behöver alltid kontrolleras med hänsyn till risk för korrosion och utfällningar Ö Genom att då och då mäta brunnskapaciteten kan igensättningar spåras innan det är för sent med åtgärder Ö Brunnar för central vattenförsörjning bör ha ett underhållsprogram med mätning av flöde och avsänkning samt vattenanalyser Ö Eventuell behandling bör sättas in på tidigt stadium speciellt när det gäller utfällningar. Kapaciteten bör inte sjunka under 25 % 22