Sondaj; dünya yüzeyinde delik açmaya yarayan yöntemlere verilen addır. Kayaları parçalamak ya da delik de kesikler açmak gibi prensiplerle yürütülen işlemlerdir.
Sondajın ilk olarak nerede ve hangi tarihte yapıldığına dair farklı görüşler bulunmaktadır. İlk sondajın M.Ö. 2000 yıllarında bugünkü "darbeli sondaj" tekniğine yakın bir yöntemle tuzlu su elde etmek için Çin’de yapıldığı sanılmaktadır. Mısır’da da yine M.Ö. ki yıllarda basit sondaj yöntemleri kullanarak kuyular açıldığı tahmin edilmektedir.
Darbeli sondaj tekniği ile ilk petrol sondajı 1794 yılında Fransa’da yapılmıştır. İlk karot alma makinesi 1864’de İsviçreli bir mühendis tarafından yapılırken bugünkü sondaj makinelerinin çalışma prensibini ortaya koyan ilk karot alma makinesi İsveçli maden mühendisi Craelius tarafından 1885 yılında yapılmıştır. Craelius’la darbeli teknik terk edilerek yavaş yavaş döner sondaja geçilmiştir.
Türkiye’de bilinen en eski sondajlar bir Alman firması tarafından petrol araştırması amacıyla İskenderun’da açılmıştır. Tekirdağ’da açılan bir petrol kuyusunun ardından, hakkında yazılı bilgi bulunan ilk su sondajı 1920 yılında İstanbul’da açılmıştır. 1935 yılında MTA ve EİE’nin kurulması ile sondajcılığın Türkiye’deki gelişimi hızlanmış ve bugünkü seviyeye ulaşmıştır.
Sondaj dünya üzerinde delik açmaya yarayan yöntemlere verilen addır. Kayaları parçalamak ya da delikte kesikler açmak gibi belirli prensiplerle yürütülen sondalama işlemidir. Her türlü zeminde ve sert kayada Su Sondajı yapabilmektedir. Sondaj; kaya ortamda hava sirkülâsyonu ile yumuşak zeminlerde ise çamur sirkülâsyonu ile yapılmaktadır. Arazinin durumuna göre, jeolojik yapıya formasyonların özelliklerine göre Her iki sondaj tekniğinin kullanılmasını gerektiren durumlar olabilmektedir. Yumuşak ve yıkılan zeminlerde sondaj çamur sirkülâsyonu ile yapılır ve delme işleminden sonra kuyu teçhiz edilerek boru ile kuyu cidarı arası çimentolanır. Daha sonra kuyu inkişafı yapılır. Kaya ortamda - Sert Kayalarda kullanılan sondaj tekniği çamur sirkülâsyonlu sondajdan daha farklıdır. Kaya ortamda sondaj, hava sirkülâsyonu ile gerçekleşir. Sonuçta bu işlemlerin sonucun da Akifer den (su taşıyan formasyondan) su alınır.
Sondaj makineleri ve pompalar
Sondaj kısaca yeryüzüne açılan bir nevi deliktir. Sondaj makinesi kısaca, bir kızağa veya kamyona monteli basit yapılı sondaj donanımı olarak tanımlanabilir. Büyük sondaj donanımlarında ayrı ayrı makinelerce yürütülen işlevler sondaj makinelerinde birleştirilmiş ve bir makine tarafından yapılma olanağı getirilmiştir. Genellikle sığ sondajların açımında kullanılırlar. Döner sondaj donanımında döner masanın yerine sondaj makinelerinde mor set bulunur. Sondaj makineleri çoğunlukla etüt, maden ve su amaçlı kullanılırlar. Sondaj makineleri delme yöntemine göre üç gruba ayrılırlar:
Rötarı sondaj makineleri
Darbeli sondaj makineleri
Kombine çalışan sondaj makineleri
Ayrıca montaj durumuna göre rötarı makineleri üç sınıfa ayırmak mümkündür :
Kızaklı sondaj makineleri: EİE ‘ deki sondaj makinelerinin tamamına yakını bu tiptedir.
Özel amaçlı sondaj makineleri: Bunlardan Hausher sondaj makinelerinin hareketli paletleri vardır. Genellikle akıtma sondajlarında kullanılırlar.
Bindirilmiş sondaj makineleri: Bir kamyon ya da römorka montelidir. EİE ‘ de 2 adettir.
Sondaj makinelerinin bölümleri
Sondaj makineleri dört bölümden oluşur.
Tahrik ünitesi: Güç üniteleri dizel, benzinli, elektrik motorludur. EİE makine parkında bulunan sondaj makinelerinden elektrik motorlu iki Hausher ve üç Diamec –250 dışındakiler dizeldir. 10 adedi su soğutmalı diğerleri hava soğutmalıdır.
Güç aktarma organı: Kuru kavramalı tip debriyaj ve şanzımandan oluşur.
Sondaj ünitesi: Morset kısmı, kedi başı, vinç ve hidrolik kısımdan oluşur.
Kızak: Şase kısmıdır.
Matkap: sondaj yapılması için gereken en önemli malzemelerden biridir. Toprak(yumuşak,sert,killi vb.) ve taştan (kaya,çakıl vb.) olan zeminler için farklı çeşitleri bulunmaktadır.
Sondajda kullanılan pompalar ve özellikleri
Sondajda dört ayrı grupta yer alan pompalar kullanılmaktadır. Bunlar pistonlu pompalar, santrifüj pompalar, dalgıç pompalar ve derin kuyu pompalarıdır. EİE de bunlardan pistonlular kullanılmaktadır.
Pistonlu pompalar: Tek pistonlu, iki pistonlu ve üç pistonlu olarak üretilirler. EİE ‘de üç pistonlu (tripleks) pompalar kullanılmaktadır. Yalnızca enjeksiyon pompaları iki pistonludur. Pistonlu pompaların santrifüjlere nazaran verimleri az ancak basınçları yüksektir. Bu nedenle sondajda tercih edilir. Tripleks pompa dengeli çalışır, hafiftir, parçalara bölünebilir. Enjeksiyon pompaları elektrik motorlu olup diğer pompalar dizel motorlu ve hava soğutmalıdır.
Santrfüj pompalar: Basınç gereksinimi küçük debisi büyük yerlerde kullanılır. EİE de yoktur.
Dalgıç pompalar: Elektrikle çalışır. Pompa ve motor suya batarak çalışır.
Derin kuyu pompaları: Emme yüksekliğinin 6-7 m’den büyük olduğu yerlerde kullanılır. Suyun basma özelliğinden yararlanarak çalışır.
Sirkülasyon pompaları 50-70 Atm basınçta 135-250 lt/dk debide, enjeksiyon pompaları 80 Atm basınçta ve 65 lt/dk debide su basabilmektedir. Tripleks pompaların syrok ayarı bir somun aracılığı ile ayarlanarak 35–45–50 kg/cm kare olarak basınç ayarlaması yapılabilir. Ayarlama sonucu basınç arttıkça debi düşer..
Sondajcılıkta yapılan başlıca işler
Sondajın istenilen noktada yapılabilmesi için ilk olarak fiziki şartların sağlanması gerekir. Bu da ancak sondaj lokasyonuna ulaşmakla ve kullanılacak makine ve ekipmanı nakletmekle gerçekleşebilir. O halde öncelikler şu şekilde olacaktır:
Yol yapımı
Platform yapımı
Nakliyat
Su temini
Monte
Sondaj yolunu en az eğimli ve kısa olacak biçimde planlamak nakliyatın kolaylığı için son derece önemlidir.
Platform yeterli genişlikte ve meyilsiz olarak hazırlanmalıdır. Zeminin ıslanıp çamur olmaması için tedbirler alınmalıdır. Nakliyat, bilindiği gibi iş kazalarının meydana geme olasılığının yüksek olduğu bir çalışma sürecidir. Bu nedenle çok dikkatli ve tedbirli olunmalıdır. Su hattını döşerken hattın dik olması kaygısına kapılmadan en kısa güzergâh seçilmelidir. Pompanın gücünü hattın eğiminin değil, kot farkının etkilediği unutulmamalıdır. Monte çalışmasında da açılacak kuyunun derinliği ile orantılı sağlamlık esas alınmalıdır.
Sondajcılıkta yapılan başlıca işler şöylece özetlenebilir:
Karot veya sediman numune alma işleri.
Yeraltı su seviyelerinin ölçülmesi
Basınçlı su deneyi yapılması
Sızma deneyi (permeabilite deneyi )yapılması
Standart penetrasyon deneyi
Koni Penetrasyon Deneyi
Bozulmamış veya bozulmuş numune alma işleri
Boya deneyleri
Kuyu sapmalarının ölçülmesi
Kuyu saptırma kamalarının kullanılması
Kuyuların borulanması
Sondajcılıkta kullanılan ölçü birimleri:
DCDMA standardı
Craelius metrik standardı
Comecon standartı
Bunlardan ilki Amerikan kökenlidir. BX,NX gibi. İkincisi metrik sistemdir, mm ile söylenir. 76 mm,84 mm gibi. Üçüncüsü de mm ile ifade edilen ve eski Sovyetler Birliği’nde geliştirilmiş bir standarttır. EİE’ de Craelius metrik standarda uygun malzemeler kullanılmaktadır.
Sondajcılıkta kullanılan ölçü birimleri ve metrik sistemdeki karşılıkları şu şekildedir :
İnç(parmak) : 2,54 cm
Feet(ayak) : 30,48 cm
Kara mili : 1609,35 m
Galon : 3,785 lt
Libre(pound) : 0,453 kl
1 Atm : 1 kg/cm :760 mm-Hg : 10,3 mss
0/0 50 eğim : 45 derece
1 kw : 1,341 B.G.
1karat : 0,2 gr
Pompaların emme yüksekliği atmosfer basıncı ile ilgilidir. Ortamda hava bulunmasaydı suyu emerek basmak mümkün olmazdı. Emme yüksekliği teorik olarak atmosfer basıncına yani 1 at’e eşittir. Bu da 10,3 m’ye tekabül eder. Pratikte bu yükseklik 6-7 m’dir. Yani daha yüksek bir emme düzeyi pompanın görev yapmasına engeldir.
