Wire-Line Karotlu Sondaj Tekniği ve Avantajları
Wire-line karotlu sondaj tekniği, delme işlemi sonucunda elde edilen karotun kuyu dışarısına alınması için sondaj tijlerini sökmeye ihtiyaç duymadan, özel bir iç tüp sistemi kullanarak karotu tahliye etme prensibine dayanır.
Wire-line karotlu sondaj tekniği, delme işlemi sonucunda elde edilen karotun kuyu dışarısına alınması için sondaj tijlerini sökmeye ihtiyaç duymadan, özel bir iç tüp sistemi kullanarak karotu tahliye etme prensibine dayanır. Wire-line karotlu sondaj tekniğinin esasını, delme işlemi sonucunda elde edilen karotun kuyu dışarısına alınması için, tijlerin kuyu dışarısına çıkarılmasına gerek olmaması oluşturmaktadır.
Sondajlarda kullanılan tijler, dış tüp ile aynı ölçüdedir ve iç tüp tijlerin içerisinde kolayca hareket edebilmektedir. Wire-line sondaj tekniğinde, iç tüp karot ile dolduktan sonra, ince bir çelik halata bağlı olan ve over shot (olta) adı verilen ekipman kuyuya indirilir. Over shot, iç tüp başlığının üst kısmında bulunan ve çam ağacı adı verilen parçayı kavrar.
Halat kuyu dışarısına çekildiğinde, iç tüpün dış tüp içerisinde sabit bir şekilde durmasını ve geriye kaçmamasını sağlayan sustalar kapanır ve iç tüp serbest kalır. Daha sonra halat çekilmeye devam edilerek karotla dolu ve over shot ile tutulmuş olan iç tüp, tijlerin içerisinden kuyu dışarısına alınır
İç tüp boşaltılarak bakım ve kontrolü yapıldıktan sonra, tijler içerisinden halatla kuyu tabanına gönderilir. Kuyuda su varsa, iç tüp doğrudan doğruya tijlerin içerisinden atılır. Su kaçağı var veya kuyu kuru ise, over shot çelik halat ile indirilir. İç tüp dış tüp içerisine oturduğunda, iç tüp başlığında bulunan sustalar kendiliğinden açılarak iç tüpün sabitlenmesini ve geriye doğru gitmesini önler. Bu işlem sonrasında, karotlu sondaj çalışmasına devam edilir.
Teknik Özellikler
Tijler
- Dış Çap: 46 mm, 56 mm, 60 mm, 76 mm, 86 mm, 101 mm (veya istenilen ölçü)
- Duvar Kalınlığı: 3.5 mm, 4.0 mm, 4.5 mm, 5.0 mm (veya istenilen ölçü)
- Malzeme: Çelik (API E75, S135, 4130 vb.)
- Bağlantı Tipi: Dişli, pimli, özel bağlantı (veya istenilen tip)
- Uzunluk: 3 metre, 6 metre (veya istenilen uzunluk)
Wire-line sondajlarda kullanılan tijler, dış tüp ile aynı ölçüdedir ve iç tüp bu tijlerin içerisinde rahatça hareket edebilir.
İç Tüp
- Dış Çap: Tijlerin iç çapından 2-3 mm daha küçük
- Duvar Kalınlığı: 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm (veya istenilen ölçü)
- Malzeme: Alüminyum, Çelik (paslanmaz çelik, alaşımlı çelik)
- Uzunluk: 1 metre, 2 metre (veya istenilen uzunluk)
- Bağlantı Tipi: Dişli, pimli, özel bağlantı (veya istenilen tip)
- Kapasite: 1 metre karot, 2 metre karot (veya istenilen kapasite)
Karot ile dolan iç tüp, ince bir çelik halata bağlı olan ve “over shot” (olta) adı verilen ekipman ile kuyuya indirilir.
Over Shot
- Tip: Standart, özel (karot tipine ve iç tüp bağlantısına göre)
- Malzeme: Çelik (dövme çelik, alaşımlı çelik)
- Çalışma Prensibi: İç tüp başlığındaki çam ağacı parçasını kavrar
- Güvenlik Sistemi: Emniyet mandalı, yay sistemi
İç tüp başlığında bulunan “çam ağacı” adı verilen parçayı kavrar. Halat: Kuyu dışarısına çekildiğinde, iç tüpün dış tüp içerisinde sabit kalmasını ve geriye kaçmamasını sağlayan sustalar kapanır ve iç tüp serbest kalır.
Halat
- Tip: Çelik halat, galvanizli çelik halat, paslanmaz çelik halat
- Çap: 4 mm, 5 mm, 6 mm (veya istenilen çap)
- Dayanıklılık: Minimum 10 ton, 15 ton, 20 ton (veya istenilen dayanıklılık)
- Uzunluk: Kuyu derinliğinden 10 metre daha uzun
Halat çekilmeye devam edilerek karotla dolu ve over shot ile tutulmuş olan iç tüp, tijlerin içerisinden kuyu dışarısına alınır.
Karot Tahliyesi
- Sistem: Halat çekme sistemi, vinç sistemi, hidrolik sistem
- Hız: Dakikada 1 metre, 2 metre (veya istenilen hız)
- Kontrol: Manuel kontrol, otomatik kontrol
Ek Özellikler
- Sondaj ekipmanlarının teknik özellikleri, sondaj derinliği, kuyu çapı, karot tipi, jeolojik koşullar gibi birçok faktöre bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
- Ekipman seçimi ve kullanımı, sondaj operatörlerinin deneyim ve bilgisine göre yapılmalıdır.
- Sondaj çalışmaları sırasında güvenlik önlemlerine uyulması ve gerekli tüm ekipmanların kullanılması önemlidir.
Wire-line karotlu sondaj tekniği, pek çok avantajlar sağlamaktadır. Diğer takımlar kullanılarak çeşitli nedenlerle başarıya ulaşılamayan kuyularda, wire-line takımlar kullanılarak tam bir başarı elde edilmesi mümkün olabilmektedir.
İşlem Aşamaları
Karot Alma
- Delme işlemi sırasında, karot matkabı kayaç içinden numune alarak karot oluşturur.
- Karot, iç tüpün içerisine düşer ve iç tüp dolana kadar delme işlemi devam eder.
- İç tüp dolduğunda, sondaj makinesi durdurulur ve karot alma işlemi tamamlanır.
Karot Tahliyesi
- Over shot, iç tüp başlığındaki çam ağacı parçasını kavrar ve iç tüp kuyu dışarısına çekilmeye başlanır.
- Halat çekildikçe, sustalar kapanır ve iç tüp dış tüp içerisinde sabit kalır.
- İç tüp tijlerin içerisinden kuyu dışarısına alınır.
- Karot iç tüpten çıkarılır ve numune kutularına yerleştirilir.
Bakım ve Kontrol
- Karot tahliyesi sonrası iç tüp boşaltılır ve temizlenir.
- İç tüp ve over shot hasar veya aşınma açısından kontrol edilir.
- Gerekirse tamir veya bakım yapılır.
Tekrar Başlama
- İç tüp tijler içerisinden halatla kuyu tabanına gönderilir.
- Delme işlemi tekrar başlatılır ve karotlu sondaj çalışmasına devam edilir.
Avantajları
Zamandan ve İşçilikten Tasarruf
- Wire-line sisteminin en önemli avantajlarından biri zamandan ve işgücünden tasarruf sağlamasıdır.
- Geleneksel yöntemlerde karot alma işlemi için sondaj tijlerini söküp takmak gerekir. Bu işlem zaman alıcı ve zorlayıcıdır.
- Wire-line sisteminde ise karot alma işlemi için sondaj tijlerini sökmeye gerek kalmaz.
- Bu sayede sondaj işlemi daha hızlı ve kolay bir şekilde tamamlanır.
- Zamandan ve işgücünden tasarruf sağlanması, sondaj maliyetlerinin düşmesine de katkıda bulunur.
Metrajın Artması
- Wire-line sisteminde sondaj kesintisi daha azdır.
- Bu sayede daha fazla karot elde edilmesi mümkün olur.
- Metrajın artması, jeoteknik ve hidrojeolojik etütlerin daha detaylı ve doğru bir şekilde yapılmasını sağlar.
Kuyu Yıkıntılarının Azalması
- Wire-line sisteminde karot alma işlemi sırasında kuyuya daha az malzeme dökülür.
- Bu sayede kuyuda oluşabilecek yıkıntılar azalır.
- Kuyu yıkıntılarının azalması, karot numunesinin daha kaliteli olmasını sağlar.
- Ayrıca, kuyu yıkıntılarının azalması sondaj ekipmanlarının ömrünü de uzatır.
Elmaslı Matkap Ömrünün Artması
- Kuyu yıkıntılarının azalması elmaslı matkap ömrünü uzatır.
- Elmaslı matkaplar pahalı sondaj ekipmanlarıdır.
- Elmaslı matkap ömrünün uzaması sondaj maliyetlerinin düşmesine katkıda bulunur.
Karotlu İlerleme Miktarının Artması
- Wire-line sisteminde karot alma işlemi daha hızlı ve verimli bir şekilde gerçekleşir.
- Bu sayede sondaj ilerleme hızı artar.
- Sondaj ilerleme hızının artması, sondaj projesinin daha kısa sürede tamamlanmasını sağlar.
Karot Yüzdesinin Artması
- Wire-line sisteminde daha yüksek kalitede ve bozulmamış karot elde edilmesi mümkündür.
- Karot numunesinin kalitesi, jeoteknik ve hidrojeolojik etütlerin doğruluğunu doğrudan etkiler.
Uygulama Alanları
Jeoteknik Sondajlar
- Zemin etütleri
- Temel ve kazı tasarımı
- Kaya ve toprak mekaniği
- Baraj ve tünel inşaatı
- Yol ve köprü inşaatı
- Göçme ve heyelan riski değerlendirmesi
Maden Sondajları
- Maden sahalarının keşfi ve değerlendirilmesi
- Çevresel etkilerin değerlendirilmesi
- Madenlerin rezervlerinin hesaplanması
- Maden ocağı planlaması ve tasarımı
- Yeraltı su kaynaklarının korunması
Hidrojeoloji Sondajları
- Yeraltı su kaynaklarının araştırılması ve değerlendirilmesi
- Su kuyularının açılması
- Yeraltı su akışlarının izlenmesi
- Su kirliliği araştırmaları
- Hidrojeolojik modelleme
Petrol ve Doğalgaz Sondajları
- Petrol ve doğalgaz rezervlerinin keşfi ve değerlendirilmesi
- Doğalgaz ve petrol kuyularının açılması
- Rezervuar karakterizasyonu
- Üretim optimizasyonu
- Çevresel etkilerin değerlendirilmesi
Çevre Sondajları
- Toprak kirliliği araştırmaları
- Yeraltı suyu kirliliği araştırmaları
- Atık sahalarının izlenmesi
- Çevresel etki değerlendirmeleri
- Remediasyon çalışmaları
Karşılaştırma
Konvensiyonel ve Wire-line Karotlu Sondaj Tekniklerinin Karşılaştırılması
Verim
- Konvansiyonel Sondaj: Sondaj tijlerini sökme ve takma işlemleri zaman alıcıdır. Bu nedenle, verim daha düşüktür.
- Wire-Line Karotlu Sondaj: Sondaj tijlerini sökmeye gerek kalmadan karot alınabilir. Bu nedenle, verim daha yüksektir. Özellikle sığ kuyularda bu fark daha belirgindir.
Yatırım Maliyeti
- Konvansiyonel Sondaj: Ekipman maliyeti daha düşüktür.
- Wire-Line Karotlu Sondaj: Ekipman maliyeti daha yüksektir.
Amorti Süresi
- Konvansiyonel Sondaj: Daha düşük verim nedeniyle amorti süresi daha uzundur.
- Wire-Line Karotlu Sondaj: Daha yüksek verim nedeniyle amorti süresi daha kısadır.
Kuyu Bozulması ve Yıkıntısı
- Konvansiyonel Sondaj: Sondaj tijlerini sökme ve takma işlemleri kuyuda bozulma ve yıkıntıya neden olabilir. Bu durum, jeolojik koşullara bağlı olarak daha da artabilir.
- Wire-Line Karotlu Sondaj: Sondaj tijlerini sökmeye gerek kalmadığından, kuyu bozulması ve yıkıntısı daha azdır.
Güvenlik ve Sondör Yorgunluğu
- Konvansiyonel Sondaj: Ekipman daha ağırdır ve sondör yorgunluğu daha fazladır. Bu da güvenlik riskini artırır.
- Wire-Line Karotlu Sondaj: Ekipman daha hafiftir ve sondör yorgunluğu daha azdır. Bu da güvenliği artırır.
Birim Zamanda İlerleme Miktarı
- Konvansiyonel Sondaj: Daha az verimli bir yöntemdir ve birim zamanda daha az ilerleme kaydedilir.
- Wire-Line Karotlu Sondaj: Daha verimli bir yöntemdir ve birim zamanda daha fazla ilerleme kaydedilir.
Wire-line takımlar, pahalı olmaları ve kuyular derinleştikçe avantajlarının artması sebebiyle tercihen derin kuyularda kullanılmalıdır. Genellikle 50 m derinliğe kadar olan sondaj kuyularında, bu takımlar yararlı olmamakta hatta pahalı olmaları nedeniyle sondaj maliyetinin artmasına bile sebep olmaktadırlar. Fakat, formasyon şartlarının zorlaması ve karot yüzdesinin artırılma gerekliliği vb. gibi gerekçelerle sondaj kuyuları sığ olsa da wire-line takımlar tercih edilebilmektedir.
Kesin veri sağlayan ve en pahalı işlem karotlu sondajlardır. Karotlu sondajlarda derinlik arttıkça sondaj koşulları zorlaşmakta, sondaj süresi ve maliyeti artmaktadır. Sağlıklı ve ekonomik bir karotlu sondaj yapabilmek için, en uygun koşulların belirlenmesi gereklidir. Karotlu sondajlarda, mümkün olan en iyi delme hızını ve en yüksek karot yüzdesini elde etmek temel hedef olmalıdır. Delme hızı ve karot yüzdesinin yüksek olması; mevcut donanım, delinecek formasyon özelliklerine ve kalifiye personele bağlıdır.