DE3148871A1

DE3148871A1 - Horizontalbrunnen

Info

Publication number: DE3148871A1
Application number: DE19813148871
Authority: DE
Inventors: Egon Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Geol. Groba; Vera 3000 Hannover Schmid-Blumer
Original assignee: Subterra Methoden GmbH
Current assignee: Subterra Methoden GmbH
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1983-06-23
Also published as: ATA443382A; YU271282A; TR23276A; AT377556B; CH658693A5

Description

Horizontalbrunnen
Die Erfindung betrifft einen Horizontalbrunnen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 gemnnnten Art.
Horizontalbrunnen der betreffenden Art sind allgemein bekannt. Sie weisen keine Mittel zur Enteisenung entnommenen Grundwassers auf.
Durch die DE-PS 114 709 ist ein Verfahren zum Enteisenen von Grundwasser im Untergrund selbst bekannt, bei dem in einen Vertikalbrunnen mit Sauerstoff angereichertes Wasser eingespeist und danach aus dem gleichen Brunnen Grundwasser entnommen wird, das eisenfrei ist, weil sich durch den Sauerstoff des zuvor eingeleiteten sauerstoffhaltigen Wassers das Eisen im Boden niedergeschlagen hat. Dieser bekannte Brunnen verstopft jedoch sehr schnell, da eine Verokerung des Bodens unmittelbar um den Brunnen herum stattfindet, die eine Verstopfung der Bodenschichten bedeutet.
Um diesen Nachteil zu vermeiden und darüber hinaus insbesondere eine kontinuierliche Entnahme von eisenfreiem Wasser zu ermöglichen, ist es durch die DE-PS 19 45 605 bekannt, um einen Entnahmebrunnen herum ringförmig Speisehrunnen anzuordnen, durch die sauerstoffhaltiges Wasser in den Boden um den Entnahmebrunnen eingeleitet wird. Von außen dem 0 alhNmebrunnen zuströmendes Grundwasser durchwandert den Bereich dqg eingespeisten sauerstoffhaltigen Wassers, so daß eine nung im Boden erfolgt. Der Aufwand für einen derartigen p ist jedoch wegen der vielen Vertikalspeisebrunnen beträqbtll¢4.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brunnen anzugeben, der eine Enteisenung, Entmanganung, Entfernung des H2S-Gehaltes sowie Teilentsäuerung des Grundwassers im Boden ermöglicht, billig in der Herstellung ist, nicht verstopft und die Entnahme großer Wassermengen ermöglicht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.
Die Erfindung geht - im Gegensatz zum Stand der Technik -uon einem Horizontalbrunnen aus und gestaltet diesen so, daß eine Enteisenung, Entmanganung, Entfernung des H2S-Gehaltes sowie Teilentsauerung, später als etc. bezeichnet, im Boden möglich ist. Im einfachsten Fall besteht der Mehraufwand für die Enteisenung etc. gegenüber einem normalen Horizontalbrunnen lediglich darin, die äußeren Enden der Horizontalfilterstrecken des Horizontalbrunnens strömungsmäßig abzutrennen und als Speisefilterrohre zu verwenden. Die Mehrkosten für eine derartige Ausgestaltung bestehen also lediglich in der Verlängerung der Horizontalbohrungen für die Entnahmefilterrohre. Dieser Mehraufwand ist sehr gering. Es ist sogar möglich, bei vorhandenen Horizontalbrunnen die vorhandenen Entnahmefilterrohre radial zu unterteilen und deren äußeres Ende als Speisefilterrohr zu verwenden. Der Mehraufwand liegt in diesem Falle lediglich in Abdichtungsma ß nahmen und dem Verlegen einer Speiserohrleitung zu dem äußeren Speisefilterrohrabschnitt.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Horizontalbrunnens ergibt sich bei geringer Mächtigkeit grundwasserführender Bodenschichten. Die Speisefilterrohre können sich über lange Strecken in der wasserführenden Bodenschicht erstrecken, so daß sich ausreichende Mengen von Speisewasser mit Sauerstoff einspeisen lassen.
Bei in radial gleicher Richtunq liegenden Entnahme-und Speisefilterrohren ist es zweckmäßig, die Speisefilterrohre radial entfernt von den Entnahmefilterrohren anzuordnen, um so vorzugsweise bei kontinuierlichem Betrieb ein nutzloses Abströmen Sauerstoff führenden Grundwassers in die Entnahmefilterrohre zu vermeiden.
Die Anordnung der Speisefilterrohre zwischen den Entnahinefilterrohren ist bei manchen Bodenverhältnissen zweckmäßig und ermöglicht darüber hinaus vorzugsweise mit den radial in Verlängerung der Entnahmefilterrohre liegenden Speisefilterrohren eine größere Dichte der Speisebereiche in Umfangsrichtung, was insbesondere bei größerer radialer Ausdehnung des Horizontalbrunnens von Vorteil ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bilden Entahme-und Speisefilterrohr einen gemeinsamen Filterrohrstrang, in dem sich ein Rohrteil befindet, das die Filterschlitze verschließt und den Bereich Entnahmefilterrohr und Speisefilterrohr voneinander trennt, indem es dicht an eine Speiserohrleitung angeschlossen ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Rohrteil beweglich ist und so die Länge von Speise- und Filterrohr zueinander veränderbar ist. Durch Veränderung der Länge des Rohrteiles ist außerdem der Abstand zwischen Entnahme- und Speisefilterrohr veränderbar und den Bodenverhältnissen anpaßbar.
Die Erfindung betrifft auch eine Horizontalbrunneneinrichtung mit einem Horizontalbrunnen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie Speisemitteln zur Einspeisung von mit Sauerstoff angereichertem Wasser und Entnahmemitteln zur Entnahme von Grundwasser. Das Besondere besteht darin, daß Speise- und Entnahmemittel intermittierend arbeiten. Da durch kommt das mit Sauerstoff angereicherte Wasser im Boden zeitweise zur Ruhe, was das Niederschlagen von Eisen etc.
im Boden begünstigt. Besonders zweckmäßig ist dabei ein sternförmig umlaufender Betrieb, in dem Speise- und Entnahmezeiten vorzugsweise unter der Zwischenschaltung von Pausen aufeinanderfolgen.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung als Draufsicht, Fig. 2 zeigt einen Teilvertikalschnitt durch Fig. 1 Fig. 3 zeigt einen Teilvertikalschnitt ähnlich wie Fig. 2 mit einer Abwandlung, Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung als Draufsicht Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen Horizontalbrunnen mit einem zentralen vertikalen Brunnenrohr 1, von dem aus 2 sich horizontale Entnahmefilterrohre/erstrecken, die zusammeln mit in gleicher Richtung radial außenliegenden Speisefilterrohren 3 einen gemeinsamen Filterrohrstrang bilden, der durch im Abstand zueinander angeordnete Packer 4 und 5 unterteilt ist. Speiserohrleitungen 6 sind an ein vertikales Zuführungsrohr 7 angeschlossen und führen dicht durch die Packungen o und 5 zu den Speisefilterrohren 3. Besonders deutlich ist dies im Vertikalschnitt gemäß Fig. 2 durch einen Teil der Fig. 1 zu erkennen. Die Packer 4 und 5 haben einen Abstand zueinander, der sich nach den Bodenverhältnissen richtet und eine Trennung von Speisefilterrohr 3 und Entnahmefilterrohr 2 bewirkt.
Im Betrieb erfolgt eine Einspeisung mit Sauerstoff angereicherten Wassers durch das Zuführungsrohr 7 und die Speiserohrleitung 6 in das Speisefilterrohr 3 und somit in den dieses umgebenden Bodenbereich. Die Entnahme von enteisenetem Grundwasser erfolgt durch das Entnahmefilterrohr 3 und das vertikale Brunnenrohr 1 in an sich bekannter Weise.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Abwandlung der Ausführung nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Entnahmefilterrohr 2 und Speisefilterrohr 3 bilden wieder einen gemeinsamen Filterrohrstrang, jedoch ist dieser nicht durch getrennte Packer, sondern durch ein Rohrteil 8 voneinander getrennt, das dicht an der Innnenwandung des Filterrohrstranges anliegt und damit die benachbarten Filterschlitze abdeckt. -In das Innere des Rohrteiles 8 führt das Ende der Speiserohrleitung 6, die durch einen Packer 9 gegenüber dem Rohrteil 8 abgedichtet ist.
Statt des verschieblichen und wegen der Herausnehmbarkeit auch in der Länge veränderlichen Rohrteiles 8 kann auch der diesem benachbarte Teil des Filterrohrstranges durch einen Rohrstrang ohne Filterschlitze ersetzt werden.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem sich von einem vertikalen Brunnenrohr 10 radial Entnahmefilterrohre 11 erstrecken, zwischen denen Speisefilterrohre 12 liegen, die über Rohre 13 ohne Filterschlitze und Speiserohre. 14 an ein vertikales Zuführungsrohr 15 angeschlossen sind.
Die Speisefilterrohre 12 reichen von dem Brunnenrohr 10 radial weiter nach außen und bilden so nicht nur zwischen den Entnahmefilterrohren 11, sondern auch radial weiter außen davon bei Speisung mit sauerstoffhaltigem Wasser im Boden Wolken von mit Sauerstoff angereichertem Wasser, in etc.
deren Bereich das Enteisenen/erfolgt. Aus Gründen der Einfachheit sind nur 4 Entnahmefilterrohre und 4 Speisefilterrohre gezeigt. In der Praxis können jedoch beliebig viele davon vorgesehen sein, was in gleicher Weise auch für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gilt. Die Speisefilterrohre 12 können gegenüber den Entnahmefilterrohren 11 schräg nach oben, in gleicher Höhe, schräg nach unten, generell höher oder auch generell tiefer angeordnet werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Horizontalbrunnen, mit einem vertikalen Brunnenrohr, von dem aus sich unten sternförmig horizontale Entnahme filterrohre zur Entnahme von Grundwasser erstrecken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zusätzlich sternförmig. zwischen den Entnahmefilterrohren (2, 11) und/oder radial außerhalb davon Speisefilterrohre (3, 12) zur Einspeisung von Sauerstoff oder eine Sauerstoff abgebende Substanz enthaltenden Wassers angeordnet sind.
2. Brunnen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die radial außerhalb der Entnahmefilterrohre (2) angeordneten Speisefilterrohre (3) mit Speiserohrleitungen -(6) verbunden sind, die durch die Entnahmefilterrohre (2) führen.
3. Brunnen nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Speisefilterrohre (3) radial entfernt von den Entnahmefilterrohren (2) angeordnet sind.
4. Brunnen nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Entnahme- und die Speisefilterrohre (2, 3) einen gemeinsamen Rohrstrang bilden.
5. Brunnen nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der gemeinsame Rohrstrang ein Filterrohrstrang ist, der durch eine oder im Falle von radial entfernt von den Entnahmefilterrohren (2) angeordneten Speisefilterrohren (3) mehrere voneinander entfernte Packer (4, 5) unterteilt ist.
6. Brunnen nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c hin e t , daß der gemeinsame Rohrstrang ein Filterrohrstrang ist, in dem sich im Bereich zwischen Entnahmerohrstrang (2) und dem Speiserohrstrang (3) ein die Filterschlitze verschließendes Rohrteil (8) befindet, an das die Speiserohrleitung (6) angeschlossen ist.
7. Brunnen nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Rohrteil (8) in dem Filterrohrstrang (2, 3) verschieblich angeordnet ist.
8. Brunnen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e-i c h n e t , daß die radial zwischen den Entnahmefilterrohren (11) angeordneten Speisefilterrohre (12) radial weiter nach außen reichen als die.Entnahmefilterrohre (11).
9. Brunnen nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Speisefilterrohre (12) radial entfernt von dem vertikalen Brunnenrohr (10) angeordnet und an einen dichten Speiserohrstrancr (14) angeschlossen sind.
10. Brunnen nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Speisefilterrohre (12) gegenüber den Entnahmefilterrohren (11) schräg nach oben, in gleicher Höhe, schräg nach unten oder höher oder tiefer dazu angeordnet sind.
11. Horizontalbrunneneinrichtung mit einem Horizontalbrunnen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit Speisemitteln zur Einvon speisung/mit Sauerstoff oder einer Sauerstoff abgebenden Substanz angereichertem Wasser und mit Entnahmemitteln zur Entnahme von Grundwasser, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Speise- und Entnahmemittel intermittierend arbeiten.
12. Brunneneinrichtung nach Anspruch 11, -d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils nur das Speisemittel für ein Speisefilterrohr (3, 12) oder die Speisemittel für eine Gruppe benachbarter Speisefilterrohre (3, 12) in Betrieb sind, daß die Entnahmemittel für die diesen qespeisten Speisefilterrohren (3, 12) benachbarten Entn#hm#-filterrohre (2, 11) währenddessen außer Betrieb sind, 4RKart, daß der Ort des jeweils gespeisten Speisefilterrohres (4, 12) bzw. der Gruppe von gespeisten Speisefilterrohren (3, 12) um das vertikale Brunnenrohr (1, 10) umläuft.
13. Brunneneinrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerung der Speise- und Entnahmemittel-derart ist, daß zwischen der Betriebszeit eines Speisemittels für ein Speisefilterrohr (3, 12) bzw. den Speisemitteln für eine Gruppe von Speisefilterrohren (3, 12) und der nachfolgenden Betriebszeit des Entnahmemittels eines benachbarten Entnahmefilterroh#res (2, 11) eine Ruhepause liegt.