Bezinkbakken en verblijftijd

Doel

Het beheersen van het boorproces met behulp van boorvloeistof om een zo optimaal mogelijke bron te kunnen boren. Bezinkbakken dragen bij aan een gecontroleerd proces van boren. Risico’s en kwaliteit kunnen hiermee beïnvloedt worden.

Figuur 2. Bezinkvijver

Waarom

In het verleden werd bij een boring vaak een spoelvijver gegraven om het opgeboorde materiaal in op te vangen (zie figuur 2).
Kwaliteitsboringen welke nu worden uitgevoerd (BRL SIKB 2100 en protocol 2101) worden geboord met behulp van bezinkbakken. Afhankelijk van de diepte en diameter van het boorgat kunnen meer of minder bezinkbakken worden toegepast.
De bezinkbakken hebben behalve watervoorraad als voornaamste functie het opvangen van het losgeboorde materiaal uit het boorgat. Om ook het fijnere materiaal uit de boorspoeling te kunnen verwijderen moet de verblijftijd in de de bezinkbakken voldoende lang zijn.
Het grofste en zwaarste materiaal wordt meestal opgevangen in de eerste bak waarin de boorvloeistof wordt gelost. Het minder zware materiaal uit de boring stroomt over in de tweede bak en als er nog een derde bak is dan bezinkt daar het fijnste materiaal. Dit laatste is meestal fijn zand en slib. De derde bak (meestal ook de laatste) is gekoppeld aan de mantelbuis waarin de boring wordt uitgevoerd

Verblijftijd

Hoe langer de verblijftijd van de boorspoeling in de bezinkbakken is, des te meer fijn materiaal wordt uit de vloeistof verwijderd. Het meeste grove materiaal zal bezinken in de bakken, het fijnere zand en slib, en meestal ook organische delen zullen blijven rondspoelen. Door de overdruk in het boorgat kunnen deze fijne materialen in de formatie dringen. Dit geeft dus een zekere mate van natuurlijke spoeling en kan ooit gewenst zijn om bijvoorbeeld het verbruik van werkwater tegen te gaan. Wanneer echter geboord wordt in het traject waarin de filters van de bron moeten worden geplaatst is dit ongewenst. De fijne materialen zijn potentiele verstoppingen op de boorgatwand en in de formatie en beperken de opbrengst (capaciteit) van de bron.

Figuur 3. Bezinkbakken

Grote deeltjes verwijderen we uit de boorvloeistof door bezinken.
Op een deeltje in een vloeistof werken er drie krachten:

Voor een klein, enkel, bolvormig deeltje zijn deze krachten:

De bezinksnelheid is evenredig met het kwadraat van de diameter van het deeltje.
Een deeltje dat tien keer groter is, valt honderd keer sneller.

De capaciteit van een bezinkbak hangt niet alleen af van de hoogte, maar vooral van de oppervlakte.
Bij een grotere hoogte is de verblijftijd groter, maar moeten de deeltjes ook verder vallen.
Wel heeft de bak dan meer opvangcapaciteit.

Als stelregel voor kwalitatief goede boringen kan volgende worden aangehouden:

             oppervlakte bezinkbakken bij zuigboring 10% van maximale flow van de spoelpomp van de boormachine
                 Voorbeeld zuigboring:
                 Zuigboring met capaciteit tijdens boren van 150 m³/uur, dan moet oppervlakte van bezinkbakken 2 + 3 minimaal 15 m² bedragen
                 Bij capaciteit van 100 m³/uur moet oppervlakte 10 m² zijn.

 

             oppervlakte bezinkbakken bij luchtliftboring 20% van maximale flow tijdens boren
                 Voorbeeld luchtlift:
                 Luchtliftboring met spoelcapaciteit tijdens boren van 120 m³/uur, dan moet oppervlakte bezinkbakken minimaal 24 m² bedragen (3 bakken + 1e bak)
                 Bij capaciteit van 80 m³/uur moet oppervlak 16 m² zijn.

Keuzemogelijkheden

Het aantal bezinkbakken (of de inhoud daarvan) en de verblijftijd van spoelvloeistof met losgeboorde materiaal bepaalt mede de kwaliteit van de genomen monsters van de bodem.

A B C
Oppervlakte bezinkbakken in relatie tot aantal m³ spoelen bij zuigboring <5% <10% >10%
Oppervlakte bezinkbakken in relatie tot aantal m³ spoelen bij luchtliftboring <10% <20% >20%

Tabel 1: Oppervlakte bezinkbakken in relatie tot maximale spoelcapaciteit tijdens boren.

Bronnen

Sidebar