Suojaputkien irroitustyö kairanreiästä Ol-KR24 furajoen Olkiluodossa

Transkriptio

1 Työraportti Suojaputkien irroitustyö kairanreiästä Ol-KR24 furajoen Olkiluodossa Risto Niinimäki Suomen Malmi Oy Huhtikuu 2004 Karttaoikeudet: Maanmittaushallitus lupa nro 41 /MYY/04 Pasivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.

2 SUOJAPUTKIEN IRROITUSTYÖ KAIRANREIÄSTÄ OL-KR24 EURAJOEN OLKILUODOSSA TIIVISTELMÄ Posiva Oy jätti valtioneuvostolle vuonna 1999 periaatepäätöshakemuksen, jolla se haki lupaa rakentaa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitos Eurajoen Olkiluotoon. Periaatepäätöshakemuksen mukaisesti paikkatutkimukset keskitetään Olkiluotoon. Joulukuussa 2000 valtioneuvosto teki asiasta myönteisen päätöksen. Toukokuussa 2001 eduskunta vahvisti valtioneuvoston päätöksen. Kesällä 2003 kairatulla reiällä OL-KR24 hankittiin tietoa ONKALOn pystykuilun suunnitellulta alueelta. Kairaustyön päättyessä reikään työn alkuvaiheessa asennetut 84/77 mm suojaputket, jotka ulottuivat syyyydelle 119,91 m saakka, eivät irroitusyrityksistä huolimatta irronneet. Suojaputkista johtuen ei reiän yläosassa voitu tehdä mm. virtauseromittauksia. Suojaputket poistettiin reiästä ja työn lopuksi reiän avoimuus tarkistettiin 548 metrin syvyyteen vaijerilla luotaamalla. Työn aikana jouduttiin poistamaan myös 20,13 metrin syvyyteen ulottuneet 114/99 mm suojaputket ja asentamaan uudet samankokoiset suojaputket poistettujen tilalle. Avainsanat kairaus, kairanreikä, suojaputki

3 REMOVING OF CASINGS FROM DEEP BOREHOLE OL-KR24 AT OLKILUOTO IN EURAJOKI ABSTRACT Posiva Oy submitted an application for the Decision in Principle to the Finnish Government in May According to the application the site investigations will be focused in Olkiluoto. The Government made a positive decision about the application at the end of The Finnish Parliament ratified the Decision in Principle on the final disposal facility for spent nuclear fuel at Olkiluoto, Eurajoki in May The decision makes it possible for Posiva to focus the confirming bedrock investigations at Olkiluoto, where in the next few years an undergrm.md rock characterisation facility, the ONKALO, will be constructed. In summer 2003 Suomen Malmi Oy (Smoy) core drilled deep borehole OL-KR24 in order to gain more information at the site of a vertical shaft planned for the ONKALO. When the drilling work was completed 84/77 mm casings were supposed to be lifted from the borehole but they were stuck in the hole. The casings extended from the surface to the depth of metres. Due to these casings it was not possible to carry out flow measurements in the upper part of the hole. The casings were removed from the hole by overcoring technique and the openness of the hole was verified to the depth of 548 meters by lowering a cable to that depth. During the course of the work also the 114/99 mm casings extending to the depth of metres had to be removed by overcoring. Finally these casings were replaced with new 114/99 mm casings. Keywords: core drilling, borehole, casing

4 1 SUOJAPUTKIEN IRROITYSTYÖ KAIRANREIÄSTÄ OL-KR24 EURAJOEN OLKILUODOSSA TIIVISTELMÄ ABSTRACT SISÄLLYSLUETTELO 1 1. YLEISTÄ 2 2. TYÖNKUVAUS 4 3. VIITELUETTELO 6 4. LIITTEET 1 Aikataulu 2 Kairausvesi 3 Reiän yläosan rakenne 7 8 9

5 2 1. YLEISTÄ Kesällä 2003 tehdyillä tutkimuksilla hankittiin tietoa ONKALOn pystykuilun suunnitellulta alueelta. Tutkimuksiin liittyen Suomen Malmi Oy kairasi kesällä ,11 m syvyisen reiän OL-KR24 pystykuilun suunnitellulle kohdalle. Reiänkairauksen yhteydessä reiässä tehtiin jännitystilamittauksia. Myös reiän suoruudelle oli asetettu tavoitteet, minkä johdosta työssä käytettiin ohjattua kairausta. Reiän OL-KR24 kairauksen yhteydessä reiän yläosassa lävistettiin noin 94 ja 115 metrin syvyyksillä vyöhykkeet, joista reikään vuotava kivimateriaali haittasi sekä jännitystilamittauksia että taivutuskairausta. Reikään vuotavan kivimateriaalin vuoksi reikä päätettiin putkittaa 84/77-suojaputkella noin 120 metrin syvyyteen. Reiän valmistumisen jälkeen todettiin suojaputkien olevan tiukasti reiässä. Syyksi arvioitiin suojaputkien ja kallion väliin kertynyt soija. Kairaustyön lopussa putket päätettiin jättää reikään ja poistaa ne sen jälkeen kun reiässä tehtävät geofysikaaliset mittaukset ja pohjaveden virtausmittaukset saataisiin valmiiksi. Reiän tarkemmat tiedot löytyvät Posiva Oy:n raportista Working Report , "Core Drilling of Deep Borehole OL-KR24 at Olkiluoto in Eurajoki 2003''. Puhdistustyö aloitettiin koneen asennuksella reikäpaikalle Työ saatiin päätökseen Työn lopuksi reiän avoimuus varmistettiin käyttämällä vaijerin päähän kiinnitetty paino reiän pohjassa syvyydellä 548 metriä. Tässä raportissa esitetyt pituuslukemat on mitattu reiän 0-tasosta, joka on kallionpinta. Reiän puhdistustyön jälkeen putkensuun ja kallionpinnan välinen erotus on muuttunut. Puhdistustyönjälkeen nykyinen kallionpinnan ja putkensuun välinen etäisyys on 0,71 m. Putkensuun koordinaateista muuttui ainoastaan korkeus ja se on nyt+ 10,45. Kuvassa 1 on esitetty kartta reiän sijainnista. Puhdistustyöhön käytettiin hydraulista Diamec 1 OOOS kairauskonetta.

6 3 Selkeytysaltaat OLKILUODON TUTKIMUSALUE Kalranrelklen sijalnnit KKJ jprojektlo: Gauss.l(rvger) U.2DM sa nlo & Rl kkola OyJKF SEUTYKSET: KR1 Å ~ PH1 Å r Kairanrqtkö Ja $Gn maanpintaproj ktio ONKALO, pilottireikä Kuva 1. Reiän OL-KR24 sijainti Olkiluodon tutkimusalueella.

7 4 TYÖNKUVAUS Puhdistustyö alkoi kairauskoneen asennuksella reikäpaikalle Seuraavana päivänä jatkettiin aloitustöitä mm. vesilinjan rakentamisella. Aloitustöiden valmistuttua yritettiin poistaa kairakoneella nostamalla 84/77 mm suojaputket Suojaputket eivät irronneet. Liitteessä 3 on esitetty reiässä olevat suojaputket lähtötilanteessa. Suojaputket päätettiin irrottaa irtikairaamaila isommalla koolla 98/89 mm suojaputkien ulkopuolelta 84/77 mm suojaputkien toimiessa samalla ohjuriputkina sisäpuolella. Ensimmäiseksi tulpattiin 84/77 mm suojaputket syvyydeltä noin 120 m,jotta huuhteluvesi ei pääsisi virtaamaan syvemmälle reikään vaan huuhtelisi reiän yläosaa mahdollisimman hyvin. Ensimmäinen puutulpan vienti ei onnistunut puutulpan turvotessa ja juuttuessa jo syvyydellä 56 metriä. Tulppa saatiin pois kun 84/77 mm suojaputket aukesivat 63 metrin syvyydestä. Toisen puutulpan vienti onnistui, kun tulppaa oli sorvattu hieman ohuemmaksi. Kairausta varten täytyi poistaa reiän yläosaan noin 20 m syvyyteen 114/99 mm putkien sisäpuolelle kairauksen tueksi lasketut 98/89 mm suojaputket 114/99 suojaputkien ja 89/89 mm suojaputkien väliä pyrittiin puhdistamaan sinne valuneesta soijasta vesipaineelia pumppaamaila vettä 98/89 mm suojaputkien sisältä. Kunnollista vesikiertoa ei kuitenkaan 98/89 mm ja 114/99 mm putkien väliin saatu aikaan. Koska 98/89 mm suojaputket olivat tiukassa, niitä yritettiin poistaa tunkkaamalla. Tunkatessa suojaputket katkesivat uroskierteen juuresta noin 0,5 metrin syvyydestä. Tässä vaiheessa yritettiin jälleen purkaa 84/77 mm suojaputkia. Purkukalusto jäi kuitenkin reiässä olevaan 84/77 mm suojaputkeen kiinni ja se jouduttiin purkamaan oikeakätisellä kalustolla. Purkutyön lopussa reikään jäi kalastusporkkana ja kuusi metriä vasenkätistä purkukalustoa. Kalastusporkkana oli kiinni 63 metrin syvyydessä 84/77 mm suojaputken päässä. Seuraavaksi päätettiin kairata irti toisiinsa juuttuneet 114/99 ja 98/89 mm putket. Kairaus tehtiin 128 mm kalustolla. Kairaus päättyi syvyydelle 20,35 m. 114/99 ja 98/89 mm suojaputket nostettiin reiästä ylös. Putket olivat kiinni toisissaan, joten niitä ei saatu kierteistä auki vaan ne jouduttiin katkaisemaan leikkaamalla. Reiän yläosaan laskettiin 114/99 mm suojaputket takaisin. Tämän jälkeen päästiin reikää avartamaan syvyydelle noin 57 metriä 98/89 mm kalustolla. Tämän jälkeen reiästä

8 5 poistettiin kuusi metriä vasenkätistä 42 mm purkuputkea, mutta porkkana jäi edelleen 84/77 suojaputken päähän. Koolla 89/98 mm aloitettiin kairaus 84/77 mm suojaputkien ympäriltä. Kun 84/77 mm suojaputken pää oli ohitettu syvyydellä noin 63 metriä tuli putkia 98/89 mm putkia nostettaessa tuli myös kalastusporkkana niiden mukana pois reiästä. Irtikairaus jatkui syvyydestä 63 m 98/89 mm kalustolla. Huuhteluvesikierto lakkasi toimimasta syvyydellä noin 95,5 m. Kairausta jatkettiin syvyydelle 119,87 m ja putket nostettiin reiästä ylös. Seuraavaksi nostettiin loput 84/77 mm suojaputket pois reiästä ja kairakone siirrettiin pois reikäpaikalta. Reikään jätettiin reikäsyvyydelle 20,13 m ulottuva 114/99 mm suojaputki. Tilanne suojaputkien poistotyönjälkeen on esitetty liitteessä 3. Tammikuussa 2004 havaittiin reiän olevan tukossa syvyydessä noin 120 m. Kairakone asennettiin uudelleen reikäpaikalle. Putket pysähtyivät syvyydelle 119,61 m. Kairauksen alkuvaiheessa oli vaikeuksia päästä syvemmälle. Kun putket nostettiin reiästä havaittiin terälle jääneen merkkejä puutulpasta. Jatkettiin kairaamista ja puutulppa saatiin liikkeelle, mutta sitä ei saatu tarttumaan niin hyvin teräputkeen, että se olisi noussut ylös. Päätettiin käydä putkilla reiän pohjalla syvyydessä 548,12 m, jossa putket pysähtyivät ja vesipaine nousi. Reiän kairattu syvyys on 511, 11 m. Putket nostettiin reiästä. Reiän aukinaisuus tarkastettiin laskemalle reikään vaijerin päässä paino. Paino meni syvyydelle 548 m. Kairakone siirrettiin pois reikäpaikalta. Koivusta valmistettu noin 0, 7 metrin mittainen tulppa on jäänyt reiän pohjalle. On myös mahdollista, että puutulppa on työn aikana kulunut huomattavasti tai kokonaan. Työtä tehtiin pääosin 1-vuorotyönä, ajoittain 2-vuorotyönä. Välillä tehtiin työtä toisella reikäpaikalla kun töiden järjestelyt sellaista edellyttivät. Kaluston 89/98 mm kairauksessa käytetyn timanttiterän mitat ovat 98,8/86,2 mm. Työn aikataulu on esitetty liitteessä 1. Työtä varten valmistetut merkkiainevesierät on esitetty liitteessä 2. Liitteessä 3 on esitetty reiän yläosan rakenne ennen (a) ja jälkeen (b) suojaputken poistoa.

9 6 2. VIITELUETTELO Niinimäki, R, 2003 Core Drilling of Deep Borehole OL-KR24 at Olkiluoto in Eurajoki Posiva Oy. Working Report s.

10 Reiän OL-KR24, suojaputkien poisto Aikataulu Pvm Pvm Työvaiheen kuvaus Koneen asennus reikäpaikalle, vesilinjan rakentaminen, säiliöiden täyttö Suojaputkien 84/77 irroitusyrityksiä, eivät irronneet Puutuipan vientiyritys noin 124 metrin syvyyteen, puutulppa takertui (=turposi) syvyyteen 56 m Suojaputkien 84/77 purkua, saatu pois 63 m, jolloin puutulppakin saatiin pois Suojaputkien 84/77 lasku takaisin ja uuden puutulpan vienti syvyyteen 120 m. Tulppa jäänyt noin 120 metrin syvyyteen Yritetty purkaa suojaputket 98/89. Vesipainetta käytetty apuna, vettä tuli heikosti ylös 98/89 ja 114/99 putkien välistä. Suojaputket 98/89 eivät lähteneet irti Jatkettu 98/89 suojaputkien irroitusta, yritetty saada aikaan vesikiertoa, eivät irronneet. Asennettu tunkkija tunkattu 89/98 suojaputkia, jotka katkesivat uroskierteenjuuresta noin 0.5 m maanpinnan alapuolelta Yritetty purkaa 84/77 suojaputkia, saatu pois 63 m. Jatkettu purkamista vasenkätisellä kalustolla, purkukalusto jäi kiinni. Vasenkätistä kalustoa purettu oikeakätisellä kalustolla. Yritys saada katkennut 98/89 suoiaputken uroskierre irti, mutta ei onnistunut Valmistelevia töitä, mm. ohjurien hitsaus 128/116 teriin, toisiinsajuuttuneiden 114/99 ja 98/89 suojaputkien irtikairaamista varten. -...) /99 suojaputken tulppaus. 128 kairaus suojaputkien irroittamiseksi, kairaus onnistui ja päättyi syvyyteen m. 128 putket nostettu pois 1 reiästä. 114/99 ja 98/89 suojaputkien nosto aloitettu /99 ja 98/89 suojaputkien nosto reiästä, 16 metrin matkalta putket tiukasti toisissaan kiinni, jouduttu leikkaamaan poikki kun ei pysty a vaaman kierteistä /99 suojaputkien lasku reiän yläosaan Avarruskairaus syvyyteen noin 57 m Vasenkätisen purkukaluston poistoa, saatu noin 6 m Suojaputkikairaus 98/89 putkistolla 84/77 suojaputkien ulkopuolelta. Syvyydellä noin kairausvesi lakkaa tulemasta ylös. 98/89 irtikairaus lopetettu syvyyteen m. 98/89 suojaputkien nosto reiästä /77 suojaputkien nosto reiästä. Suojaputket tukossa alaosastaan. Koneen siirto reikäpaikalta pois. Havaittu tukos reikäsyvyydellä noin 120m Koneen asennus reikäpaikalle Putkien lasku alas, pysähtyi m. Reiänhuuhteluaja puutulpan kairausta Puutuipan kairaus jatkuu. Tulppa lähti liikkeelle eikä nouse teräputken mukana ylös Putkien lasku alas jatkuu, jouduttu sorvaamaan syvyyden 450 m alapuolella. Lopetettu syvyydelle m kun vesipaine kohosi korkealle ja nostettu putket reiästä ylös ia katkottu. Puutulppa ei tullut mukana Reikä luodattu vaijerin päähän kiinnitetyllä painolla syvyydelle 458 m. Kaluston siirto pois reikäpaikalta. r et

11 Kairausvesi Reikä OL-KR24 8 Liite 2 Päivä Aika Syvyys m Huuhtelu Huuhtelu Huuhtelu Huuhtelu Huuhtelu n Mittarilukema litraa ennen jälkeen Ei käytetty Tilavuus Erä Sähkön- Merkkiainejohtavum pitoisuus litraa no ms/m ).lg/1 3m m m m m m m m m m m m m m m m m

12 a) b) REIÄN OL-KR24 YLÄOSAN RAKENNE ENNEN SUOJAPUTKIEN POISTOA REIÄN OL-KR24 YLÄOSAN RAKENNE SUOJAPUTKIEN POISTON JÄLKEEN 1'-- CO a; 0) MITTOJA Z- suojaputken suu = m Z- kallionpinta = m a = m b= 0.10m c = m d = m E CO CO IS) -~ 0) 0) ~ T"" T"" ' c.> :::J :::J ~ 1'-- t:: v CO ;g tl "0 ~ > >. c :ro -~ MITTOJA ro :::J.3 o. E CO N Z- suojaputken suu= m IS) Z- kallionpinta = m a = b = m m c= 0.71m d = m e = 0.04 m (syv m) f = m 0) 0) ~... T"" å) ~ "S.o 1 -~:::J <> ~ 1 0 :::J :::J~ a., "0 :::J.3 "ä. E E CO 0) IS) 1 :::J.3 "ä. E E >. >. > >. c =ro -~ 1 \0 ~rr ~rr r... ~ w

13 TEKIJÄ ORGANISAATIO SUOMEN MALMI OY PL 10 Juvan teollisuuskatu ESPOO TILAAJA TILAAJAN YHDYSHENKILÖ POSIVAOY OLKILUOTO 2, i.d )HH. Dl Heikki Hinkkanen Posiva Oy URAKOITSIJAN YHDYSHENKILÖ FM Tauno Rautio Smoy RAPORTTI TYÖRAPORTTI SUOJAPUTKIEN IRROITUSTYÖ KAIRANREIÄSTÄ OL-KR24 EURAJOEN OLKILUODOSSA TEKIJÄ Risto Niinimäki Geologi, Smoy TARKASTAJA UQ,l Tauno Rautio Geologi, Smoy

14 Työraportti Suojaputkien irroitustyö kairanreiästä Ol-KR24 furajoen Olkiluodossa Risto Niinimäki Huhtikuu 2004