POZZI PER ACQUA

GUIDO CHIESA
POZZI PER ACQUA
Perforazione - Completamento - Sviluppo - Indagini
Guida alla progettazione
Seconda edizione
EDITORE ULRICO HOEPLI MILANO
Indice
Prefazione alla prima edizione
Prefazione alla seconda edizione
Introduzione . . . . . . . . . . .
l Perforazione a percussione . . .
1.1
Macchinario e attrezzatura
1.1.1
Macchinario
1.1.2 Attrezzatura
1.2 Modo di operare . .
1.3 Vantaggi e svantaggi
1.4 Perforazione con bilanciere
2 Perforazione a rotazione . . . . .
2.1
Macchinario e attrezzatura .
2.1.1
Macchinari e impianti
2.1.2 Attrezzatura . . . . .
2.2 Modo di operare- Vantaggi e svantaggi
2.3 Fluido di perforazione
2.3.1
Funzioni . . .
2.3 .2 Caratteristiche
2.3.3 Tipi di fanghi
2.3.4 T rattamenti
2.3.5 Contaminazione
2.4 Fattori che influenzano la perforazione
2.4.1
Caratteristiche dei terreni . . .
2.4.2 Fattori meccanici . . . . . . . .
2.4.3 Proprietà del fango . .
2.4.4 Fattori idraulici . . . .
2.4.5 Controllo dei parametri
2.5 Problemi . . . . . . . . . .. .
2.5.1
Allargamento del perforo
2.5.2 Franamenti . . . . . .
2.5.3
Eruzione . . . . . . . .
2.5.4 Perdita di circolazione .
2.6 Inconvenienti . . . . . . . . .
2.6.1
Deviazione del pozzo .
9
9
10
14
22
23
25
31
33
33
39
48
49
49
55
58
63
67
71
72
72
78
81
82
83
83
84
86
87
92
92
Bloccaggio della batteria di perforazione
Pescaggi-Recuperi . . . . .
95
98
metodi di perforazione . . . . . . .
Perforazione a circolazione inversa .
Perforazione ad aria . . . . . . . .
Perforazione a carotaggio continuo (Davis Calyx)
Pozzi battuti . . . . .
Pozzi a getto . . . . .
Percussione idraulica .
P ozzi a scavo (a mano)
l Il
111
2.6.2
2.6.3
3 Altri
3 .l
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
4 Completamento dei pozzi . . .
4.1
Tubazione di rivestimento
4 .1.1
Diametri . . . . .
Materiale . . . . . . .
4.1.2
4.1.3
Resistenza meccanica . . . . . .
4.1.4
Giunzioni . . . . . . . . . . . .
4.2
Cementazione . . . .
4.2. 1 Cemento . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2
Operazioni . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3
Cementazione di pozzi abbandonati
5 Filtri e dreni . . . . . . . . . . . . . . . .
5 .l
Granulometria . . . . . . . . . . . . . . . .
Analisi . . . . . . . . . . . . . . . .
5 .I .l
5.1.2
Curve granulometriche . . . . . . . .
5.1.3
Valutazione .. . . . . . . . . . . . .
5.2
Filtri .
Diametro . . . . . . . . . . . .
5.2.1
Lunghezza . . . . . . . . . . . .
5.2.2
5.2.3 Superficie filtrante . . . . . . . .
5.2.4 Finestrature . . . . . . . . . .
5.2.5 Tipi . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.6
Idraulica dei filtri
5.3
Dreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.1
Funzioni . . . . .. . . . . . . . . .
5. 3.2 Efficienza . . . . . . . . . . . . . .
5.3.3
Dimensioni . . . . . . . . . . . .
5.3.4 Spessore . . . . . . . . . . . . . . .
5.4
Messa in opera del dreno . . . . . . . . . . .
5.5
Finestratura in opera della tubazione di perforazione
6 Sviluppo dei pozzi . . . . . . . . . . . . . . .
6. 1 Metodi di spurgo . . . . . . . . . . . .
Pompaggio . . .
6. 1.1
6.1.2 P istonaggio ..
6.1.3
Aria compressa .
117
126
131
135
138
139
141
141
141
142
143
150
152
154
160
189
191
191
192
193
195
195
196
196
197
199
203
209
211
211
212
213
221
221
234
239
242
242
242
247
6.2
6. 3
6. l .4 Lavaggio dei filtri . . .
Problemi . . . . . . . . . . . .
Fattori influenzanti lo sviluppo
252
257
261
7 Ripristino dei pozzi . . . . . . . . . .
Corrosione . . . . . . . . . . .
7 .l
7 .1.1
Cause della corrosione .
7 .1.2 Forme di corrosione . .
7 .l. 3 Serie galvanica . . . . .
7 .1.4 Fattori influenzanti la velocità di corrosione
7 .l. 5 Corrosione batterica .
7 . l. 6 Materiale per i filtri .
7.2 Incrostazioni . . . . . . . . .
7 .2.1
Cause d'incrostazione
7 .2.2 Trattamenti . . . . . .
7.2.3 Prodotti utilizzati . . . . . . . . . . . . .
7.2.4 Esempi . . . . . . . . . . . . . . .
7.3
Venutadisabbia . . . . . . . . . . . . . . .
7.4 Valutazione del tipo d'acqua . . . . . . . . .
Rapporto del potenziale incrostante
7 .4.1
7.4.2 Indice di saturazione . . .
7 .4.3
Indice di stabilità . . . .
7.4.4 Valori del pH e della C02
265
266
267
269
275
276
278
278
279
280
284
285
291
295
296
297
297
298
8 Indagini nei pozzi . . . . . . . .
8.1
Prove di portata . . . . .
8.1.1
Misure dei livelli
8.1.2 Misure di portata . . . . . . . . ..
8.2 Prove di strato . . . . . . .
8.2.1
Modo d'operare .. .
8.2.2 Metodi di analisi . . .
8.2.3 Tipi di packer . . . .
8.3
Deviazione e inclinazione ..
8.3.1
Cause . . . . . . . . . . . . .
8.3.2 Misure . . . . . . . .
8.3.3 Modi di utilizzazione . . . .
8.4 Carotaggi geofisici . . . . . . . . . .
8.4.1
Carotaggio elettrico resistivo
8.4.2 Potenziale spontaneo (SP) . .
8.4.3 Raggi gamma . . . . . . . . . . . . .
8.4.4 Interpretazioni
8.4. 5 Diamometria . . . . . . . . . . . . .
8.4.6 Termometria . . . . . . . . . . . . .
8.4. 7 Conducibilità elettrica dell'acqua . .
8.4.8 Localizzazione dei manicotti (CCL)
8.4.9 Immagini televisive . . . . . . . . .
8.4.10 Sommario . . . . . . . . . . . . .
301
301
302
304
310
310
300
313
314
318
320
321
332
332
334
338
338
339
340
342
342
342
343
343
9 Sfruttamento dei pozzi . . .
9.1
Idraulica dei pozzi ..
9 .l. l
Flusso radiale
9.1.2 Definizione dei termini . . . . .
9 .1. 3 Regime stazionario
9.1.4 Regime transitorio .
Efficienza del pozzo
9.1.5
9.1.6 Pozzi incompleti . .
9.1.7 Portata di un pozzo
9.2 Impianti di sollevamento ..
9.2.1
Pompe pèr pozzi .
9.2.2 Pompaggio in depressione
9.2.3
Controllo delle pompe ..
9.3
Aspetti economici dell'utilizzazione dei pozzi .
9.3.1
Portata ottimale . . . . . . . .
9.3.2 Pozzo inefficiente . . . . . . .
9.3.3
Pompa inefficiente . . . .
9.3.4 Pozzo e pompa inefficienti .
349
349
350
355
356
362
364
368
370
371
373
382
383
385
385
387
389
391
10 Pozzi in terreni rocciosi . . . . . . . . . .
l O.l Profondità ottima!e . . . . . . . .
10.2 Aumento della produttività . . . .
l 0.2.1 Esplosivi . . . . . . . . .
10.2.2 Fratturazione idraulica ..
10.2.3 Esempi . . . . . . . . .
10.2.4 Acidificazione
397
397
399
401
11 Progetto di pozzi . . . . . .
11.1 Descrizione tecnica . .
11.1.1 Metodo di perforazione
11.1.2 Diametro di perforazione
11.1.3 Profondità da raggiungere .
11.1.4 Lunghezza della tubazione filtrante
11. 1.5 Diametro della tubazione di rivestimento
11.1.6 Tipi di filtri e dimensioni delle finestrature
l l. l. 7 Materiale per i tubi . . . . . . . . . .
11 .1.8 Dreno artificiale . . . . . .
11.1.9 Spurgo o sviluppo del pozzo . . . . .
11.1.10 Cementazione . . . . . . . . . . . .
11.1 .11 Misura della verticalità . . . . . .
11.1. 12 Disinfezione del pozzo .
11.1.13 Prove di portata . . . .
11.1.14 Fluidi di perforazione .
11.2 Elenco dei prezzi . . . . . . . .
11 .3 Scelta dell'impresa . . . . . . .
11 .4 Documentazione dei lavori eseguiti
409
409
409
410
410
410
411
41 1
412
413
413
414
414
415
415
416
416
417
418
393
393
396
Appendice: tavole
A.1
Aste
Aste motrici
A.l.2 Aste di perforazione
A.l.3 Giunti rapidi
A.1.4 Aste pesanti API
Tubi
A.2.1 Tubi standard ISO
A.2.2 Tubi API
A.2.3 Tubi Dalmine e tubi "pozzo"
A.2.4 Tubi per condotte
A.2.5 Tubi d'acciaio (pesi)
A.2.6 Tubi e filtri di plastica
Resistenza dei tubi e delle aste
A.3.1 Pressione esterna ..
A.3.2 Fattore di galleggiamento
Fanghi di perforazione
A.4.1 Tipi di fanghi
..
A.4.2 Prodotti
...
A.4.3 Problemi dei fanghi
A.4.4 Fanghi e terreni . .
A.4.5 Variazione di densità
A.4.6 Miscelatori di fanghi
Pompe per fanghi
..
A.5.1 Portate ..
A.5.2 Variazione portata-pressione
A.5.3 Potenze
A.5.4 Inconvenienti
..
Idraulica della perforazione
..
A.6.1 Velocità di risalita del fango
A.6.2 Perdite di carico idraulico
A.6.3 Velocità del fango negli ugelli
Scalpelli a rulli (rock bits)
Perforazione
. .
. .
A.8.1 Tecnica di perforazione
A.8.2 Perforazione ad aria
Batteria bloccata
Filtri
A.lO.l Tubi filtro a spirale (Johnson)
A.l0.2 Filtri a spirale (Johnson)-superficie filtrante
A.l0.3 Filtri a ponte- superficie filtrante
A.l0.4 Filtri di PVC con prefiltro
Idraulica dei pozzi . . . . . . . . . ..
A.l l .l Portate presunte dei pozzi
Programmi di perforazione
..
Cementazione dei pozzi . . . .
A.l3 .l Volumi di boiacca cementizia
A.l.I
A.2
A.3
A.4
A.5
A.6
A.7
A.8
A.9
A.IO
A. l1
A.l2
A.l3
419
421
421
422
423
429
431
431
432
437
438
439
442
444
445
446
447
447
451
452
453
454
456
457
457
461
462
463
464
464
465
470
471
472
472
474
478
480
480
481
482
483
484
485
486
489
489
A.l 3.2 Boiacca cemento-bentonite
A.l4 Spurgo con aria compressa . . . .
A.l5 Acidificazione dei pozzi . . . . . .
A. 15.1 Acidificazione con acido cloridrico (HCl)
A.l5 .2 Quantità di acido necessario . .
A.l6 Sollevamento . . . . . . . . . . . . . . .
A. l7 Elettricità . . . . . . . . . . . .
A. l7 .l Assorbimento dei motori
A.17 .2 Perdita di carico nei cavi
A.l8 Misure delle portate . . . . . . .
A.18. 1 Misura della portata con orifizio terminale
A.l8.2 Misura della portata con stramazzo (stramazzi Bazin
e triangolari) . . . . . . . . .
A.18.3 Misura della portata con getto
A.1 9 Aree e volumi dei pozzi . . . . . . . .
A.19 .l Area anulare (pozzo-aste)
A.l9.2 Volume dell'intercapedine (pozzo-tubi API)
A.19. 3 Volume dell'intercapedine (pozzo-tubi Dalmine)
A.20 Impianti idrici . . . . . . . . . . . .
A.20.1 Tubi-condotte . . . . . . . . . . .
A.20.2 Flange . . . . . . . . . . . . . . .
A.20.3 Perdite di carico idraulico nei tubi
A.21 Unità di misura . . . . . . . . . . . . .
A.22 Fattori di conversione . . . . . . . . . . .
A.22. 1 Tabella di conversione inch-mm .
A.22.2 Fattori di conversione per le diverse grandezze
A.22.3 Fattori di conversione per la temperatura
A.23 Peso specifico dei materiali
Dizionario dei termini più usati
Italiano-inglese
Inglese-italiano
491
492
494
494
495
496
498
498
499
500
500
501
502
506
509
511
513
514
514
515
516
518
519
519
520
521
522
523
525
539
Indice analitico
557
Bibliografia . .
559