BUITEN fonteine en putte is die enigste manier om toegang tot grondwater te
verkry deur boorgate te sink. Daar is heelwat boortegnieke wat toegepas kan
word om suksesvol deur verskeie geologiese formasies te boor. Van die ouer
garde sal dalk nostalgies terugdink aan vervloë dae toe die stamperboorman
soms vir maande aaneen besig was om, boorkabel vasgeklem in die een hand, te
boor.
Vandag, met moderne en gevorderde lugdrukboormasjiene, is dit nie ongehoord
om 'n 100 m diep boorgat in een dag klaar te boor nie. Afhangend van die
fisiese eienskappe van die geologiese formasie waarbinne 'n boorgat gesink
word, word besluit op die mees toepaslike boormetode. In harde,
gekonsolideerde gesteentes word perkussie-metodes algemeen toegepas.
Die boorstring bestaan uit drie dele, naamlik die hamer met 'n beitel
onderaan, boorskoen (drill shoe of drill collar) en boorstange. 'n Boorskoen
is 'n baie swaar boorstang, in deursnee net kleiner as die hamer, maar
groter as die ander boorstange. Dit word gebruik om voldoende gewig te voeg
tot die onderste deel van die boorstring.
Hierdie gekonsentreerde gewig net bokant die hamer en beitel help grootliks
om die boorgat reguit te boor. Die pneumatiese- of lugdrukboor aan die
onderpunt van die boorstring slaan die gesteente stukkend deur die
hamer-aksie, en dit word gedryf deur saamgeperste lug teen hoë snelheid deur
stadig-roterende boorstange te stuur. Hierdie perkussie- effek is dieselfde
as die herhaalde optel en laat val van die swaar boorgereedskap van die ou
stamperboor, maar gebeur net teen 'n veel vinniger tempo, en met 'n baie
korter slaan-aksie.
Hamers word vervaardig van allooistaal, met wolfram-karbied
(tungstencarbide) insetsels in die beitel wat die snytande vorm. Die
saamgeperste lug word deur 'n kompressor verskaf, en dit word deur die
boorstange geforseer, af na die hamer en dan ontsnap dit deur klein openinge
in die boorbeitel.
As die vloeisnelheid van die lug voldoende is, word die boorsels tussen die
boorstange en die boorgat-wand opforseer en op die oppervlak uitgeblaas.
Hierdie deurlopende verwydering van boorsels veroorsaak dat die hamer en
beitel altyd op 'n skoon oppervlak slaan, wat die metode baie effektief maak
en 'n baie hoë penetrasie-tempo kan gehandhaaf word. In sagte, semi- en
ongekonsolideerde gesteentes word merendeels direkte rotasietegnieke gebruik
om boorgate te sink.
Met hierdie metode word geboor deur slegs rotering van die boorstring met 'n
beitel onderaan, en geen slaan-aksie, of perkussie, word gebruik nie. Die
metode verskil verder van perkussie deurdat verskeie media gebruik word om
boorsels uit die boorgat te verwyder. Die algemeenste is lug en polimeer, 'n
chemiese bio-afbreekbare produk, ook genoem boormodder (drill mud).
Laasgenoemde word gebruik waar formasies baie toeval, soos sand, en dien
onder meer om die boorgat-wand te stabiliseer.
Die boormedium word weereens binne die boorstange afgepomp, en vloei tussen
die stange en boorgat-wand uit op die oppervlak. Hierdie opwaartse vloei
verwyder die boorsels uit die boorgat. Wanneer van boormodder gebruik gemaak
word, vloei dit op die oppervlak deur verskeie afsettingsputte (settling
pits) waar die boorsels uitsak voorrelatief skoon boormodder weer in die
boorstring afgepomp word.
Een van die belangrikste aspekte, wat dikwels oor die hoof gesien word in
die hele proses om 'n boorgat te sink, is om 'n geskikte boorkontrakteur te
vind. Hiermee bedoel ek die "hele pakket" - 'n boorman met voldoende
ondervinding en kennis wat die nodige en korrekte toerusting het wat in 'n
goeie toestand is. Van die hoofoorsake van skewe boorgate is krom
boorstange, boormanne wat te vinnig wil boor, of waar nie van boorskoene
gebruik gemaak word nie.
Ons moet onthou dat moderne boormasjiene hidrolies werk, met die gevolg dat
geweldig baie afwaartse druk en krag uitgeoefen kan word. Deur te veel druk
te vinnig toe te pas, deflekteer 'n boorstring verbasend maklik en vinnig!
Net so is defleksie amper gewaarborg wanneer die verhouding van die
boorgatdeursnee tot die boorstangdeursnee groot is, met ander woorde as daar
nie van boorskoene gebruik gemaak word nie, of as die boorskoen deursnee te
klein is.
My ondervinding is dat weinig mense bewus is van hierdie klein jakkalsies
wat groot probleme en finansiële verliese kan veroorsaak, en ongelukkig is
daar ook boorkontrakteurs wat allerhande slim stories opdis om skewe
boorgate te verduidelik en hulle verantwoordelikhede te ontduik. Dit is juis
hieroor dat dit belangrik is om voor die tyd 'n behoorlike kontrak op te
stel wat sekere spesifikasies en toleransies ten opsigte van die boorgat
duidelik sal uitspel.
So 'n kontrak moet ook uitspel wat die verantwoordelikhede van beide die
kontrakteur en boorgateienaar is. In terme van boorgatontwerp, konstruksie,
ontwikkeling (skoonmaak) en die uiteindelike bestuursplan, is dit ongelukkig
ook so dat weinig boorkontrakteurs moeite doen om die beste advies aan hul
kliënte te gee.
Indien boorgatinligting nie voortdurend en akkuraat ingesamel word gedurende
die boorproses nie, kan die boorgat nie reg of effektief ontwerp word nie,
met die gevolg dat byvoorbeeld die konstruksie in terme van voering wat
ingebou word ook nie reg sal wees nie. Wanneer hoë-lewering grondwatersones
in so 'n geval "afgesny" word deurdat soliede voering daarteenoor
geïnstalleer word, is die boorgat vir alle praktiese doeleindes nutteloos.
Dit is baie belangrik dat alle inligting in verband met grondwater
aangeteken word namate die boorwerk vorder: diepte waarop waters getref
word, die lewering van elke water voorkoms, enige aanduiding van
waterkwaliteit, asook die watervlak nadat boorwerk voltooi is.
Net so is die geologiese eienskappe van kardinale belang: gesteente tipe en
kleur (behalwe 'n beskrywing moet monsters ook geneem word, verkieslik op
eenmeter- intervalle - dit kos die kontrakteur niks ekstra om meer monsters
te neem nie!), presiese diepte waarop veranderinge in die geologie voorkom,
enige tekens van verwering, asook die hardheid van die gesteentes
(verkrygbaar deur die penetrasie waar te neem).
Laasgenoemde aspek is dikwels moeilik om te bepaal, en meer dikwels
onbetroubaar omdat die penetrasietempo in 'n baie groot mate afhang van hoe
"hard of sag" die boorman te werk gaan, met ander woorde hoeveel druk hy
deur die hidroliese kontroles toepas, wat die toestand van die beitel is,
asook die mate van sekondêre boorwerk.
Laasgenoemde kom voor wanneer boorsels nie uit die boorgat verwyder word nie
omdat die vloeisnelheid van die boormedium onvoldoende is om die boorsels
uit die boorgat te vervoer. In stede dat daar dus op 'n skoon oppervlak
geboor word, word die boorsels eers fyner geboor totdat dit lig genoeg is om
vervoer te word. Dit is dus duidelik dat die boorkontrakteur van kritieke
belang is in die proses om 'n suksesvolle en effektiewe boorgat te
ontwikkel.
Om dus die eerste beskikbare kontrakteur wat in die omgewing is te kry om te
boor, is nie altyd die wysste ding om te doen nie. Soos met meeste ander
dinge, kom kwaliteit egter ook teen 'n prys, en die boorkontrakteurs wat
kwaliteitdiens lewer, se tariewe is in die algemeen ook heelwat hoër as die
gemiddelde kontrakteur s'n. Net soos by die eksplorasiefase, is dit ook
duidelik dat die kennis en ondervinding van 'n professionele persoon tydens
die boorfase geweldig baie waarde kan toevoeg, en dikwels ook die verskil
kan beteken tussen 'n suksesvolle en minder suksesvolle, of onsuksesvolle
boorgat.
Otto van Vuuren lewer geïntegreerde geohidrologiese en ander water-verwante
dienste onder die naam Dynamic Water Resources Management. Met 20 jaar
ondervinding in die grondwater sektor in Namibië, bied Dynamic Water
Resources Management aan kliënte die volgende dienste:
Grondwater ondersoeke en eksplorasie
* Identifisering van potensiële grondwater bronne vir ontwikkeling.
* Ontsluiting van grondwater bronne.
* Kwantifisering van grondwater reserwes.
* Boorgat rehabilitasie.
* Aanbevelings in terme van volhoubare grondwater ontwikkeling.
Grondwater besoedeling studies
* Identifisering van potensiële besoedelings bronne.
* Aanbevelings in terme van remediërende stappe.
Water bronne bestuur
* Evaluering van bestaande water bronne bestuurs praktyke.
* Aanbevelings vir geïntegreerde bestuurs praktyke, insluitend die rol van
sanitasie, in terme van volhoubare gebruik van water bronne.
* Evaluering van die rol van grondwater in die omgewing, spesifiek met
betrekking tot Omgewings Impak Studies.
* Ontwikkeling en saamstelling van water bronne bestuurstplanne.
Dynamic Water Resources Management strewe in alles om aan God die eer te
bring en bied aan alle kliënte 'n eerlike diens, waar die belang van
grondwater eerste gestel word in ooreenstemming met ons God-gegewe opdrag om
oor Sy skepping te heers.
Vir verdere inligting kontak Otto van Vuuren by grondwater@ gmail.com
TYDENS 'n pomptoets word die boorgat onder beheerde toestande vir 'n sekere
tydperk gepomp, waartydens die watervlak-reaksie op vooraf bepaalde
tydsintervalle gemeet word. Na gelang van die tipe pomptoets wat uitgevoer
word, kan óf boorgat-eienskappe, óf beide boorgat- en akwifeereienskappe
bepaal word.
Om die volhoubare lewering van 'n akwifeer te bepaal en om die boorgat se
vermoë te evalueer om teen hoë pomptempo's te presteer, moet ons beide die
boorgat en akwifeer "stres", met ander woorde aan pomptoestande onderwerp
wat hoër is as wat die uiteindelike bedryfstempo gaan wees, en dan die
reaksie op hierdie onttrekking meet en evalueer.
Indien die watervlak in 'n boorgat tydens die toetse soveel aftrek dat dit
die pompinlaat bereik, is dit nie noodwendig negatief nie; inteendeel,
hierdie scenario is veel meer werd as byvoorbeeld 'n boorgat waar die
watervlak weinig aftrek toon.
Daar is onder gerekende akademici 'n denkrigting dat 'n pomptoets waartydens
die boorgat so gou moontlik ontwater of "leeggepomp" word en dan toegelaat
word om heeltemal te herstel, van baie meer waarde is as die tradisionele
pomptoetse. Om die boorgat- en akwifeerreaksie op onttrekking te verstaan,
doen ons dus 'n pomptoets - en die eerste stel toetse wat gedoen word gee
merendeels boorgat-eienskappe weer.
Hierdie toetse word "staptoetse" (step tests), of die alternatief,
"veelvoudige tempotoetse" (multi-rate tests) genoem.
Dit verskaf ook 'n uitstekende verwysingsvlak om toekomstige
boorgatveranderinge en -agteruitgang teen te meet en word ook as verwysing
gebruik om te bepaal of rehabilitasie van bestaande boorgate suksvol is of
nie.
Dit gee ook 'n aanduiding van wat die pomptempo moet wees tydens die langer
konstante leweringstoetse (constant discharge tests), wat vir ons meer
vertel van die akwifeer se reaksie op onttrekking. 'n Normale stap- en
veelvoudige tempotoets behels dat die boorgat teen verskeie pomptempo's
gepomp word, gewoonlik vier, tesame met 'n herstelperiode gelykstaande aan
die voorafgaande pompperiode.
Tydens staptoetse word die boorgat vir 'n uur lank gepomp teen 'n
spesifieke, konstante tempo, waarna die tempo verhoog word. Hierdie
verhoging in tempo word herhaal totdat die vier stappe voltooi is, waarna 'n
4-uur lange herstelperiode toegelaat word. Tydens veelvoudige tempotoetse
word elke uurlange pompperiode gevolg deur 'n uurlange herstelperiode.
Direk na die herstelperiode word die boorgat teen die volgende verhoogde
tempo vir 'n uur lank gepomp, weer gevolg deur die herstelperiode. Gedurende
die totale duur van die toets word watervlakke op gespesifiseerde
tydsintervalle gemeet.
Waardes en eienskappe vir die boorgat wat uit hierdie toetsdata bereken
word, is onder meer die spesifieke lewering (Q/s) en spesifieke aftrek (s/Q)
teen die verskillende pomptempo's (Q gee die pomptempo weer, en s die aftrek
van die watervlak in die boorgat).
Normaalweg vind mens dat Q/s afneem soos die pomptempo toeneem, terwyl s/Q
toeneem soos die pomptempo toeneem. Wanneer al die materiaal wat losgeboor
is nie uit die boorgat verwyder is nie, insluitend daardie materiaal wat
deur die boorproses in die formasie ingeforseer is (die boorgat is dus nie
behoorlik skoongemaak of ontwikkel ná die boorproses nie), kry mens dikwels
dat die boorgat tydens hierdie toetse steeds ontwikkel word, en verander
hierdie waardes "omgekeerd".
Die Q/s neem dan toe en die s/Q neem af met verhoogde pomptempo. Hierdie
toetse gee dus ook 'n aanduiding van die kwaliteit van die boorkontrakteur
se werk. Vanaf 'n grafiese voorstelling van s/Q teen tyd, kan die akwifeer-
en boorgat-verlieskoëffisiënte afgelees word. Beide hierdie koëffisiënte is
konstant vir die verskillende pomptempo's van dieselfde toets.
Deur hierdie koëffisiënte saam met die verskillende pomptempo's te gebruik,
kan die boorgat se effektiwiteit vir elke tempo bepaal word.
Boorgateffektiwiteit is een van die waardevolste berekeninge wat uit die
stap- en veelvoudige tempotoetse gemaak word, en omdat dit so belangrik is,
gaan ons dit volgende week indiepte bespreek. Sonder kennis van die
boorgat-effektiwiteit bly baie van die negatiewe veranderinge wat met tyd in
'n boorgat plaasvind vir ons baie moeilik om te kwantifiseer
Otto van Vuuren lewer geïntegreerde geohidrologiese en ander water-verwante
dienste onder die naam Dynamic Water Resources Management. Met 20 jaar
ondervinding in die grondwater sektor in Namibië, bied Dynamic Water
Resources Management aan kliënte die volgende dienste:
Grondwater ondersoeke en eksplorasie
* Identifisering van potensiële grondwater bronne vir ontwikkeling.
* Ontsluiting van grondwater bronne.
* Kwantifisering van grondwater reserwes.
* Boorgat rehabilitasie.
* Aanbevelings in terme van volhoubare grondwater ontwikkeling.
Grondwater besoedeling studies
* Identifisering van potensiële besoedelings bronne.
* Aanbevelings in terme van remediërende stappe.
Water bronne bestuur
* Evaluering van bestaande water bronne bestuurs praktyke.
* Aanbevelings vir geïntegreerde bestuurs praktyke, insluitend die rol van
sanitasie, in terme van volhoubare gebruik van water bronne.
* Evaluering van die rol van grondwater in die omgewing, spesifiek met
betrekking tot Omgewings Impak Studies.
* Ontwikkeling en saamstelling van water bronne bestuurstplanne.
Dynamic Water Resources Management strewe in alles om aan God die eer te
bring en bied aan alle kliënte 'n eerlike diens, waar die belang van
grondwater eerste gestel word in ooreenstemming met ons God-gegewe opdrag om
oor Sy skepping te heers.
Vir verdere inligting kontak Otto van Vuuren by grondwater@ gmail.com
NET soos enige ander stuk toerusting wat daagliks gebruik word, moet 'n
boorgat ook gereeld onderhou word om seker te maak dat dit in dieselfde, of
ten minste in 'n bruikbare toestand, bly. Wanneer nodig, kan en moet dit
"gediens" word om weer 'n beter lewering of kwaliteit te gee.
Hierdie "diens" word gedoen in die vorm van meganiese en/of chemiese
boorgat-rehabilitasie. Die drie hooffaktore wat bepaal hoe lank 'n boorgat
in 'n goeie toestand bly, is die aanvanklike boorgatontwerp en -konstruksie,
die waterkwaliteit (beide chemies en mikrobiologies) en die strategie
waarvolgens die boorgat bedryf word.
Verswakkende boorgat- effektiwiteit is die maatstaf wat gebruik word om te
bepaal of 'n boorgat gerehabiliteer moet word, en in meeste gevalle werk die
drie faktore saam om die doeltreffendheid te beïnvloed, maar dit is die
bedryfstrategie wat dikwels as sneller dien om die agteruitgang van die
boorgateffektiwiteit in werking te stel.
Baie kortliks en oorsigtelik kan ons die drie hooffaktore en van die
rehabilitasiemetodes wat gebruik word om die skade te beperk of om te keer,
soos volg opsom:
Aanvanklike boorgatontwerp en -konstruksie:
Ongelukkig is daar nie veel wat 'n mens kan doen as die boorgat
ondoeltreffend ontwerp en gekonstrueer is nie, en dikwels is 'n nuwe boorgat
die enigste lewensvatbare opsie. Die enigste aspek wat verander kan word, is
die intervalle waarop perforasies (openinge in die voering wat water in die
boorgat inlaat) voorkom.
Indien perforasies op verkeerde dieptes voorkom, is daar toerusting
beskikbaar om die voering addisioneel te perforeer nadat dit geïnstalleer
is. Die korrekte plasing van voering kan slegs geëvalueer word indien
akkurate rekords bestaan van die boorgatontwerp, en die werklike dieptes van
perforasies byvoorbeeld deur 'n kamera-inspeksie verkry word.
Waterkwaliteit:
Om enigsins bewus te wees van veranderinge in waterkwaliteit, moet gereeld
watermonsters geneem en ontleed word. Indien die grondwater se chemiese
kwaliteit verswak, kan dit in die algemeen slegs verbeter word indien die
verandering in kwaliteit die gevolg is van besoedeling deur dit wat die mens
doen.
Toename in nitrate is gewoonlik die gevolg van besoedeling vanuit veekrale
of rioolstelsels. Deur hierdie stelsels te verskuif of af te seël, sal die
chemiese kwaliteit mettertyd weer verbeter. Net so kan die toediening van
bemestingstowwe in akkerbou bydra om die waterkwaliteit te verswak. Deur die
bemesting aan te pas en beter te bestuur, sal die kwaliteit weer met tyd
verbeter.
Dikwels is die verswakking in kwaliteit ook seisoenaal van aard, en moet die
bron eenvoudig nie gebruik word ten tye van die voorkoms van swakker
kwaliteit water nie. Dit is belangrik om te besef dat daar geen vinnige
oplossing is om die kwaliteit te herstel nie, en hier geld die gesegde dat
voorkoming beter is as genesing beslis.
Indien die chemiese "bestanddele" van die water van so 'n aard is dat dit
neerslagvormend is en die fisiese toestande is gunstig, kan die porieë in
die formasie rondom die boorgat en die perforasies in die voering maklik en
vinnig verstop. Die presipitate wat vir die verstopping verantwoordelik is
kan, indien dit vroeg genoeg waargeneem word, deur chemiese behandeling met
soutsuur verwyder word.
Die suur word in die boorgat gegooi en deur van 'n suier gebruik te maak,
word die suur in die formasie inforseer. Die suur los die presipitaat op en
verwyder dus die bron van die verstopping, wat weer die vloei van grondwater
deur die formasie en die perforasies vergemaklik. Die oortollige suur word
eenvoudig uitgepomp. Indien die waterkwaliteit mikro- biologies verswak deur
besoedeling uit rioolstelsels (dit word gewoonlik bevestig deur die
teenwoordigheid van E. Colibakterieë) kan skokbehandeling met chloor die
gewenste uitwerking hê.
Dit bly egter 'n vereiste dat die bron van die besoedeling geïdentifiseer en
verwyder moet word, anders gaan die besoedeling weer voorkom. Dit is baie
belangrik om te onthou dat dit gevaarlik is om met suur en chloor te werk,
en dat dit 'n veiligheidsrisiko inhou. Kry daarom liewers 'n kenner om die
werk te doen.
Bedryfstrategie:
Die strategie hoe die boorgat bedryf word, is gewoonlik die oorsaak van
meeste van die probleme. Te hoë onttrekkingstempo's het gewoonlik tot gevolg
dat fyn materiaal in die akwifeer gemobiliseer word wat die openinge in
beide die formasie en gruispak rondom die boorgat kan verstop, en ook tot
gevolg het dat pompe beskadig raak en die boorgat begin opvul met die
materiaal.
Oordrewe aftrek van die watertafel deur óf te hoë onttrekkingstempo's óf te
lang pomp-ure dra by tot die presipitasie van chemiese stowwe, wat weer die
porieë verstop en 'n afname in boorgat-effektiwiteit tot gevolg het.
Suurbehandeling en die skoonmaak van die boorgat deur 'n stamperboor te
gebruik lewer baie goeie resultate - dié metode het homself deur en deur
bewys.
Pomptoetse op die boorgat en bepaling van die korrekte onttrekkingstempo's
en pomp-ure word ook aanbeveel. Om te weet wanneer om wat te doen in terme
van boorgatrehabilitasie, is dit noodsaaklik dat die boorgateienaar oor
genoegsame data beskik om die verskeie faktore te evalueer, en dan op die
beste rehabilitasie-opsie te besluit. Die belangrikste bly dus behoorlike
bestuur van die grondwaterbron en die boorgat.
Otto van Vuuren lewer geïntegreerde geohidrologiese en ander water-verwante
dienste onder die naam Dynamic Water Resources Management. Met 20 jaar
ondervinding in die grondwater sektor in Namibië, bied Dynamic Water
Resources Management aan kliënte die volgende dienste:
Grondwater ondersoeke en eksplorasie
* Identifisering van potensiële grondwater bronne vir ontwikkeling.
* Ontsluiting van grondwater bronne.
* Kwantifisering van grondwater reserwes.
* Boorgat rehabilitasie.
* Aanbevelings in terme van volhoubare grondwater ontwikkeling.
Grondwater besoedeling studies
* Identifisering van potensiële besoedelings bronne.
* Aanbevelings in terme van remediërende stappe.
Water bronne bestuur
* Evaluering van bestaande water bronne bestuurs praktyke.
* Aanbevelings vir geïntegreerde bestuurs praktyke, insluitend die rol van
sanitasie, in terme van volhoubare gebruik van water bronne.
* Evaluering van die rol van grondwater in die omgewing, spesifiek met
betrekking tot Omgewings Impak Studies.
* Ontwikkeling en saamstelling van water bronne bestuurstplanne.
Dynamic Water Resources Management strewe in alles om aan God die eer te
bring en bied aan alle kliënte 'n eerlike diens, waar die belang van
grondwater eerste gestel word in ooreenstemming met ons God-gegewe opdrag om
oor Sy skepping te heers.
Ons boor so diep as wat die kliënt ons toelaat om te boor. Die diepste gat wat ons geboor het was 426 meter. Die diepte van die gat kan ook beperk word
agv te veel water.
Ons wys nie self water aan nie. Dit is raadsaam om reeds die plek waar die gat geboor moet word te bepaal voordat u die boorman skakel. Die kliënt is verantwoordelik om die plek waar aangewys is toeganklik te maak vir die boor en die kompressor.
Ja. Alle formasies se prys is dieselfde bv rooigraniet, sandsteen, feltsiet, diabaas ens. Slytende kwartsiet en modder word egter teen 'n hoër tarief geboor.
Die standaard grootte van 'n boorgat wissel tussen 160 mm tot 170 mm (indien 'n boorgat diep in die rotsformasie inkalwe, kan kleiner voering nog geïnstalleer word). Ons boor ook gate van 216 mm en installeer voering van 172 mm.
Fred Labuschagne van Tempa Pompe toets ons boorgate.
Een tot twee dae afhangende van die diepte wat geboor word en die tipe formasie.
Ja. Fred Labuschagne (sien elders op hierdie webwerf) sal vir u ook die korrekte spesifikasies vir u pomp aandui.