Yeraltı suyundan istifade amacıyla açılan sondaj kuyuları üçe ayrılır;

1. Çakma kuyular
   2. Darbeli sistemle açılan kuyular
   3. Rotary sistemle açılan kuyular

Çakma kuyular yumuşak alüvyon arazilerde yeraltı suyunun satha yakın olduğu ve tek filtre ile netice alınabilen akiferin kum çakıl gibi temiz seviyelerden teşekkül ettiği durumlarda iyi neticeler verebilmektedir. Ucuz ve basit bir yöntem olup çakılan borunun içinden klapeli beyler kovası ile tabandaki malzeme boşaltılarak boruyu sağa sola oynatarak istenilen seviyeye indirmek suretiyle açılmaktadır. Büyük molozlar balta denilen özel aletlerle kırılmaktadır.

Darbeli sistem sondaj kuyuları kireçtaşı gibi sağlam zeminlerde açılmaktadır. Sistem çakma kuyulardakine benzer ve ucuzdur; ancak uzun sürede açılması sistemin terk edilmesine neden olmuştur.

Çamur sirkülasyonlu rotary sondaj en yaygın sistemdir. Matkap, drill-collar denilen ağırlık ve tijlerden ibaret sistem döndürülmekte ve çamur sirkülasyonu ile matkabın soğutulması, kesilen parçaların dışarıya atılması ve kuyunun göçmemesi temin edilmektedir. Rotary sondaj makinesinin kuyu sondajına başlamadan yapılması gereken en önemli işlem teraziye alınmasıdır. Makine mekanik veya hidrolik krikolarla kaldırılır, önden ve arkadan takozlanır ve her iki istikamette teraziye alınır (Şekil 4). Bazı sağlam olmayan zeminlerde zaman içinde meydana gelebilecek oturmalara mani olmak için beton platformlar hazırlanmaktadır.

Eğri delinmiş kuyular üzerinde önemle durmak gerekir, ideal olan düşeyden sapmamış kuyu olmakla beraber, pratikte her kuyuda bir miktar sapma vardır. Düşeyden sapmış kuyularda teçhiz borusu hiç inmeyebilir veya bir tarafa sürterek iner. Bu durumda çakıl zarfı tek taraflı ve yetersiz olmakta ve kuyu cidarına yaslanan filtre borusundaki delikler tıkanmakta, bu kısımdaki kil keki atılamadığından su girişi azalmakta ve randıman düşmektedir. Eğri kuyularda daha teçhiz borusu indirilirken kopmalar meydana gelebilir. Boru indirilse bile kuyunun silt çekmesi önlenemez. Bu yüzden kuyuda zaman içinde dolgular meydana gelir, pompa aşınır, verim düşer ve randıman alınamaz. Kuyunun sapmaması için DC (drill-collar, yani ağırlık) ve stabilizerler kullanılmakta dar çaplı pilot delikler açılarak daha sonra hole-opener denilen tarama matkapları ile genişletilmektedir. Yukarıdan pull-down denilen hidrolik baskılı makinelerde sapma çok daha fazla olmaktadır. Sert ve yumuşak formasyonların münavebeli yer aldığı sahalarda, molozlu formasyonlarda ve jeolojik tabakaların yatay olmadığı durumlarda sapmalar daha kolay olur.

Sondaj Kuyularında Teçhiz
Delme işlemi bitirildiğinde kuyunun teçhizine sıra gelmektedir. Her bir metre derinlikte alınan kırıntı numuneler değerlendirilerek filtre boruların konulacağı yerler kararlaştırılır. Pratik bir ifade ile teçhiz borusunun rahatça indirilebilmesi ve kuyu cidarı ile boru arasındaki boşluğa yeterli çakıl zarfı yerleştirilebilmesi için kuyu çapı teçhiz çapının en az iki misli olmalıdır. Örneğin kuyuya 8 5/8″ teçhiz borusu indirilecek ise kuyu çapı en az 15″ olmalıdır.

Sondaj boruları kuyu teçhizinde kullanılan PVC veya metal kökenli borulardır. PVC borular ile genellikle sacdan imal edilen metal borular arasında tercih yapılırken sahanın özelliği ve yeraltı suyunun kimyasal analizi dikkate alınmalıdır. Kalite bozukluğunun söz konusu olduğu sahalarda, tuzlu, acı ve PH dengesi bozuk olan asit karakterli sularda sac borular problem yaratmakta ve genellikle kısa sürelerde çürüyüp paslanıp kullanılmaz hale gelmektedir. Ayrıca, bu borular özellikle içme suyu kuyularında kirlenmelere de sebep olmaktadır. Bunun yanı sıra PVC boruların en sakıncalı özelliği kolayca kırılması ve bükülmesidir.

Bu borularla teçhiz edilmiş kuyularda eğrilikler meydana gelebilmektedir.
Teçhiz sırasında önemli bir konu da borunun kuyuya ortalanmasıdır. Özellikle PVC teçhiz borularında ortalayıcı yayların kullanılması zorunludur. Sac teçhiz boruları daha rijit olmakla beraber bu tip borularda da ortalayıcı (merkezleyici) yaylar kullanmakta büyük fayda vardır.

PVC borularla teçhiz edilecek kuyularda özellikle şu hususlara dikkat edilmelidir.

1. PVC boru kullanımı kalitesi bozuk, asit karakterli sahalarla sınırlı kalmalıdır.
   2. Akma ve göçme olaylarının sıkça meydana geldiği konsolide olmamış, bağlantısız formasyonlarda yan basınçlar çok fazla olabileceğinden bu nevi sahalarda kullanılması sakıncalı görülmektedir.
   3. Bu boruların teçhizi sırasında mutlaka ortalayıcı yaylar (Centrelizer) kullanılmalıdır.
   4. Yıkama ve çakıllama esnasında boru askıda tutulmalıdır.
   5. Pompa montajında ve demontajında dikkatli davranılmalı hareketler yumuşak ve yavaş olmalıdır.
   6. Özellikle pompa monte edilmiş kuyularda dışarıdan düşebilecek ufak bir somun bile pompanın çekilmesi sırasında kuyu teçhiz borusunun yırtılmasına neden olabileceğinden kuyu ağzı sağlam bir şekilde kapatılmalıdır.Metal borular genellikle çelik sacdan imal edilmektedir. Bunun yanı sıra paslanmaz çelik borular da kullanılmakta ancak çok pahalı olduğu için tercih edilmemektedir. Sac borular manşonlu veya kaynak ağızlı olabilir. Daha sağlam, daha rijit borular olup kolay kolay kopmaz, eğrilmez ve bükülmezler. Bu boruların teçhizde kullanılması durumunda dikkat edilecek hususlar;

1.Her şeyden önce boru imal edilecek sac TSE standartlarına uygun olmalıdır.
2.Et kalınlığı boru çapına uygun olarak 4-6-8 mm olmalıdır.
3.Kaynak ağzı açılmış olmalıdır.
4.Boruda ovallik olmamalı, kaynaklar muntazam olmalıdır.
5.Borunun uç kısımları düzgün olmalıdır.

Yıkama ve Çakıllama
Kuyularda yıkama işlemi temiz su ile ve tabandan itibaren yapılır. İdeal yıkama Şekil 6’da gösterilen çalkalama pistonu ile yapılır. Piston en alttaki filtre borusunun hemen üzerine kadar indirilir ve pompa ile su basıldığında tabandan itibaren kuyu cidarına su gittiğine böylece emin olunabilir. Şekil 7’de bu durum gösterilmiştir. Yıkama işleminin sonuna doğru kuyu çakıllanır. Pratikte, kullanılan çakıl, 5-15 mm çapında yuvarlak sert taşlardan oluşmuş, yıkanmış ve elenmiş olmalıdır, ayrıca suda erimemelidir.

Çakıllamanın faydaları aşağıda sıralanmıştır:
1. Kuyu cidarının yıkılmasını önler.
2. Silt, kum, kil gibi malzemelerin filtre yarıklarını tıkamasına mani olur.
3. İnce malzemelerin kuyu cidarı boyunca inerek tabandaki filtreyi tıkamasına mani olur.
4. Yine ince malzemelerin, filtre etrafına yığılıp su girişine mani olmasını önler.
5. Akifer tabakalardaki ince malzemelerin inkişaf sırasında dışarıya atılması nedeniyle meydana gelen boşlukları önler ve yıkıntılara mani olur.

KUYU VERİMİNİ ARTIRMAK İÇİN TASARLANMIŞ YÖNTEMLER :

• Yabancı madde üretimini en düşük düzeyde tutarak en yüksek özgül kapasitede, en yüksek debiyi elde etmek için uygulanması gereken sistematik yöntemi içerir.
• Ana amaçlar şunlardır:

1. Sondaj işlemi sırasında formasyona verilen zararı tamir ederek formasyonu doğal hidrolik özelliklerine kavuşturmak
2. Akiferin kuyu çevresindeki fiziksel özelliklerini değiştirerek kuyuya suyun serbestçe akmasını sağlamak
3. Kum üretimini engellemek
4. Hidrolik iletkenlik ve üretkenliği artırmak

• Bu amaçlar filtre ve formasyona hidrolik enerji uygulanarak gerçekleştirilir:

1. Bu işlem esas olarak kuyu çevresinde yoğunlaştırılır.
2. Formasyon, sondaj işlemi ve sondaj sıvıları tarafından rahatsız edilmiştir.
3. Akiferin hasarlı bölge dışında kalan “rahatsız edilmemiş” kısmı mekanik

yöntemlerle işlenebilir, ve bazen kimyasal destek ister.

4. Doğal hidrolik özellikler iyileştirilerek özgül kapasite ve kuyu verimi artırılabilir.

 GELİŞTİRME YÖNTEMLERİNİN YARARLARI:

• Doğal yada çakıllanmış kuyuda akiferle kuyu arasında dengeli ve etkin bir filtre bölgesi yaratır
• Sondaj sırasında üretilen çeşitleri irilikte tanelerin sıkışmasını ve karışmasını azaltır.
• Formasyon yüzeyinin doğal gözeneklilik ve geçirgenliğini şu şekilde arttırır:

1. Akifer malzemesinin ince kısmını mekanik yöntemle temizleyerek.
2. Kuyu cidarını kaplayan filtre keki ve çamur filmini (tabakasını) kaldırarak.

• Kumsuz su üretebilmek için filtre (delikli-açık boru) çevresinde kademeli sediman bölgesi yaratır

1. Böylece doğal geliştirilmiş kuyularda formasyon dengelenir.
2. Dengeleme, gereken yerlerdeki filtre paketleriyle de sağlanır.

 SONDAJ, FORMASYONUN HİDROLİK ÖZELLİKLERİNİ DEĞİŞTİRİR:

• Darbeli Sondaj gevşek alüvyonu bozabilir.

1. Darbe hareketi tanecikleri sıkıştırarak gözenekliliği azaltır.

• Rotari Sondajı matkabın dönme hareketiyle formasyona hasar verebilir.

1. Kuyunun yakın çevresinde sedimanların birbirine karışmasına neden olabilir.

 SONDAJ SIVILARININ YOLAÇTIĞI FORMASYON HASARLARI:

(Ticari yada doğal) kil akifere metrelerce sızabilir.

1. Killerin akiferi tıkaması etkisi güçlüdür.
2. “Temiz Su” bile formasyondaki killeri bünyesine alıp Akiferin içine taşıyabilir.
3. Su kaybı (filtrasyon) kontrolü iyi olmazsa kil, ince kum ve alüvyon (silt) akiferin içine taşınır ve tıkamaya yol açabilir.
4. Geçirgen tabakalar (sedimanlar) sondaj sıvılarının içeri işlemesine daha açıktır ve hidrolik iletkenlik kaybının en çok olduğu yerlerdir.

 SONDAJ METODU NE OLURSA OLSUN BİR MİKTAR HASAR KAÇINILMAZDIR:

• Tüm yeni kuyular üretime açılmadan önce şu nedenlerle geliştirilmelidir.

1. Akiferi doğal hidrolik iletkenliğine kavuşturmak için,
2. Kum üretimini azaltmak için,
3. Özgül kapasiteyi artırmak için

 GELİŞTİRMEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER:• Kuyu tamamlama metodları akiferin jeolojik özelliklerine bağlıdır:

1. Formasyonların dengeli olduğu yerlerde doğal geliştirme, dengesiz ve gevşek olduğu yerlerde ise filtre paketleme yapılır.

• Doğal geliştirme:

1. Kuyu çevresinde formasyon malzemesinden yararlanarak geçirgen bir bölge yaratılır.Küçük taneler temizlenerek iri taneler yerinde bırakılır.
2. Daha dışta, orta büyüklükte taneler iri tanelerle karışık olarak bulunur. Bunun da ötesinde malzeme akiferin doğal yapısındadır.
3. İnce malzeme kepçe/kova yada pompajla dışarı atılır.Böylece kuyu çevresinde iriden inceye doğru kademeli sıralanan bölge oluşur.Bu bölge sedimanların kuyuya

doğru hareketlenmesini ve kuyunun yıkılmasını önleyerek formasyonu dengeler.

4. Bu işlem hidrolik koşulları iyileştirir, özgül kapasiteyi ve kuyu verimini artırır.

• Filtre Paketleme:

1. Zayıf Çimentolu akiferlerde filtre paketleme yapmak için gözeneklilik ve geçirgenliği yüksek, tane boyutları özel seçilmiş kum kullanılır.
2. Paket kuyu filtresi çevresini sararak ek destek sağlar.
3. Filtre Paketleri çok ince ve homojen formasyon kumunu yerinde tutmak amacıyla kullanılır. Böylece daha büyük delikli/yarıklı filtreler kullanılarak hidrolik verim arttırılabilir ve kum pompalanması önlenebilir.
4. Filtre Paketi yerleştirildikten sonra doğal geliştirme yöntemleri uygulanır.
5. Filtre Paketi kalınlığının geliştirme işleminin başarısında çok önemi vardır.

− Kalınlık 10-20 cm arasında olmalıdır

− Daha ince paket daha az hidrolik enerjiyi bloklar.

− Kum, alüvyon ve killeri temizlemek daha kolaydır.

− Çok kalın paket hidrolik enerjiyi yutar ve geliştirmeyi önler.

• Kuyu Filtresi Değişkenleri:

1. Açık alan delikli/yarıklı borularda %1’den tel sarımlı filtrelerde %40’a kadar değişir.
2. Geliştirmenin başarısı açık alan yüzdesiyle doğru orantılıdır. Açık alan yüzdesinin yüksek olması hidrolik enerjinin taşınmasına daha elverişlidir.
3. Yarık biçimi çok değişken olup, ne kadar hidrolik enerjinin formasyona ulaşacağını belirler.
4. Yarık biçimi örnekleri:

− Tel-sarımlı, panjurlu, köprü-yarıklı, işlenmiş yarıklı ve boru-esaslı telsarımlı gibi çeşitler vardır.

Boyuna İşlenmiş Yarıklı Köprü-YarıklıPanjurlu Filtre Tel-sarımlı FiltreKuyu Geliştirme (İnkişaf)Boru Esaslı Filtre GELİŞTİRMENİN 3 AŞAMASI:• Ön geliştirme

1. İyi sondaj uygulamaları
2. Saha koşullarına uygun sondaj sıvısı seçimi
3. Uygun kuyu teçhizi (kolon borusu, filtre, çakıllama vb)

• İlk geliştirme

1. Kuyu teçhizine göre emme/basma, jetleme, beyler kovasıyla temizleme ve

pompalama

• Son geliştirme

1. Pompa testi

 SONDAJ SIVILARI:

• Ana girdiler:

1. Kil ve polimerler
2. Kesilen formasyonlardan gelen katkılar

• Bunlar kuyu yüzeyinden ve formasyondan fiziksel ve veya kimyasal yollarla

kazınmalıdır.

1. Kazımanın başarısı akiferin fiziksel özelliklerine ve aşağıdaki faktörlere bağlıdır.

 Kuyu Geliştirme (İnkişaf)

− Kuyu derinliği(hidrostatik basınç)

− Sondaj sıvısının ağırlık ve viskozitesi

− Sondaj sıvısının su kaybı kontrolü

− Sondaj sıvısının içindeki kesinti yüzdesi

 SONDAJ ÇAMURU ESASLARI:

• Çamur sistemini saha koşullarına göre planlayınız
• Etkin bir karıştırma sistemi kullanınız.

1. Bu, kil ve polimerlerin tam olarak karışmasını sağlayacaktır.
2. İyi karıştırılmamış bentonit, formasyon içinde şişerek tıkanmaya yol açabilir.

• İyi bir katı madde kontrolü sağlayınız. Bu, çamur ıslahının en ucuz yoludur.

1. Kesilen formasyonlardan karışan katı madde kuyu geliştirmeyi zorlaştırır.
2. Elek , kum ayırıcı ve iyi bir katı madde çökelme sistemi kullanın.

• Akiferi delmeden önce:

1. Çamura taze bentonit karıştırmaktan sakının – akiferde şişer ve iletkenliği azaltır.
2. Çamurun iyi durumda olduğundan emin olun:

− Ağırlık ve katı madde yüzdesi minimumda,

− Su kaybı kontrolü iyi,

− Viskozite gereken en düşük düzeyde olmalıdır.

• Aşağıdaki işlemler bitinceye kadar kuyuda iyi çamur bulunmalıdır:

1. Kolon borusu ve filtrelerin indirilmesi
2. Çakıllama yapılması

• Çakıllamayla birlikte suyla yıkama yapılmasında yarar vardır.

1. Çamur kalıntılarının kuyudan atılmasına yardımcı olur

 GELİŞTİRME YÖNTEMLERİ:

• Akifer özelliklerine ve sondaj ekipmanına göre, farklı bölgeler arasında değişiklik gösterir.

1. Amaç, formasyondan ve filtreden ters akışı sağlayarak formasyon tanelerini yerinden oynatmak, düzenlemek ve taşımaktır.

• Genel olarak geliştirme teknikleri:1. Aşırı Pompalama

− Kullanılmakta olan en basit yöntemdir

− Kuyu,işletmeye alındığında basacağı debiden daha yüksek debide pompalanır

− Gevşek akiferin dengelenmesinde nadiren başarılı olur ve ince malzemenin formasyondan dengeli biçimde atılmasını bile sağlamayabilir

− Filtrenin üst kısmında yada en geçirgen bölgelerde etkili olarak diğer bölgeleri geliştirilmemiş durumda bırakabilir.

2. Geri yıkama (kesintili pompalama)

− Su sütunu aşağı yukarı hareket ettirilerek çalkalama yapılır.

− Akış yönünü değiştirmek köprüleme yapan parçacıkları yerinden oynatır.

− Kuyu içine akış ince malzemeyi kuyuya getirir.

− İşleme pompanın düşük kapasitesinde başlanarak yavaş yavaş arttırılır.

− Çalkalama etkisi genelde filtrenin üst kısmında ya da en geçirgen bölgelerde yoğunlaşır.

3. Mekanik çalkalama

− Piston yada kum kovası yardımıyla su filtreden içeri ve dışarı hareket ettirilir.

− Böylece güçlü, hidrolik enerji transferinde etkin olan emme-basma kuvvetleri yaratılır.

− Formasyon parçacıklarını yerinden oynatır, taşır ve yeniden düzenler.

− İnce malzeme, formasyon içine itilerek gözenekleri tıkamasına meydan vermemesi için, sık sık temizlenmelidir.

4. Basınçlı hava ile çalkalama ve pompalama

− Kompresör yardımıyla kuyuya enjekte edilen hava suyun yüzeye yükselmesine neden olur; ve sonra kuyuya geri bırakılan su çalkalama hareketi yaratır.

− Havalandırılmış su akifere geri akarak formasyon parçacıklarını yerinden oynatır,taşır ve yeniden düzenler.Dikkat : Formasyon çok tıkanmış durumda ise yüksek hava debisi filtreyi patlatabilir.

− Bu teknik bazen mekanik çalkalama yöntemiyle birleştirilir.Teçhiz borusu içine, diskler arasındaki boru kısmında delikler olan çift diskli piston bloğu indirilir. Yalıtılmış bölgedeki su ve katı madde daha sonra çalkalama esnasında temizlenir.

5. Yüksek hızda jetleme:

− Yüksek basınçlı su ya da hava yatay olarak formasyona doğru yönlendirilir.

− Bu teknik, formasyonun tıkanmasını önlemek için sıklıkla hava pompajı ile birlikte kullanılır.

− Filtrenin açık alanı ve yarık biçimi jetleme işleminin başarısında etkendir.

− Açık alan oranı yüksek olan filtreler jetlemeye daha başarılı cevap verir.

 

Pompa Tecrübeleri
İnkişaf işleminden sonra sondaj kuyularının hidrolik özelliklerini tespit amacıyla su verim deneyleri yapılmalıdır. İnkişafta alınan ön bilgiler ışığında uygun motopomp monte edilerek kuyudan su çekilmesi ve izlenmesine pompa tecrübesi diyoruz. Tecrübe iki şekilde yapılır:

1. Sabit debili pompa tecrübesi
2. Kademeli pompa tecrübesi

İdeal olanı her iki şekilde de tecrübenin yapılmasıdır. Elde edilen bilgiler neticesinde istihsal kuyusunun azami randımanla çalıştırılması ve uygun motopompun seçilmesi sağlanır.

Kuyu Logu
Kuyu loguları sondaj kuyularının açılması esnasında karşılaşılan tüm olayların ve uygulanan tüm işlemlerin ayrıntılı yer aldığı bir bilgi formudur. Bir kuyu logunda; açılış tarihi, açan makine, kuyunun yeri, çapı, teçhiz planı, geçilen formasyonlar, inkişaf ve pompa tecrübesi değerleri ile kimyasal ve bakteriyolojik analiz neticeleri yer alır. Kuyu loguları, kuyunun işletme safhasındaki olaylar ve karar açısından büyük önem taşır. Kuyu logu, pompa seçiminde, zaman içinde meydana gelebilecek dolguların, debi azalmalarının nedenleri ve çözümleri hakkında doğru kararlar alınmasına aynı zamanda her türlü tahlisiye işleminin doğru yapılmasına yardımcı olur.

Pompa Montajı
Herhangi bir sondaj kuyusuna pompa seçilmesinden önce kuyu logu dikkatli incelenmelidir. Ancak uygulamada kuyu sahibine log bile verilmediğine sıkça rastlanmaktadır. Bu nedenle sağlıklı bilgiler elde edilememekte ve uygun pompa seçiminde zorluklar ortaya çıkmaktadır.

Bu durumda şu hususlara dikkat edilmelidir:
1. Kuyu çapı ve derinliği tahkik edilmelidir. Bunun için iki ucu konik sağlam yapılmış bir mastar kuyuya sağlam bir iple sarkıtılabilir. Bunun çapı kuyu çapından 1″ küçük olmalıdır. Böylece kuyu çapı, kuyudaki kaynak çapakları veya borudaki ezilmeler tahkik edilmiş olur. Ayrıca kuyuda eğrilikler varsa fikir verebilir.

2. Teçhiz borusunun yüzeyde etrafı incelenerek kuyu çapı hakkında fikir edinilebilir. Ayrıca çakıllamaya bakılır.
3. Kompresörle temizlik ve inkişaf yapılıp yapılmadığı tetkik edilir.
4. Kimyasal analizler incelenir, yoksa fikir sahibi olmaya çalışılır. Ayrıca kuyudan temiz su alınıp alınamayacağı, silt sorunu bulunup bulunmadığı tetkik edilmelidir. Yapılan bu incelemeler sonucunda yine de sağlıklı bilgiler alınamıyorsa yeniden kompresörle temizlik ve inkişaf yaptırılmalıdır. Pompa tecrübesi yok ise inkişaf değerlerinden bir neticeye gidilebilir.

Kaynak: Abdurrahman TAŞLI (Jeofizik Mühendisi, Ankara – Ocak 1996)
URL: http://www.laynebowler.com.tr/yeralti.htm