Työraportti 99-45 TDS-mittausanturin pelastustyö Eurajoen Olkiluodon kairanreiästä Ol-KR 1 Risto Niinimäki Kesäkuu 1999 POSIVA OY Mikonkatu 15 A, FIN-001 00 HELSINKI, FINLAND Tel. +358-9-2280 30 Fax +358-9-2280 3719
Työraportti 99-45 TDS-mittausanturin pelastustyö Eurajoen Olkiluodon kairanreiästä Ol-KR 1 Risto Niinimäki Suomen Malmi Oy Kesäkuu 1999 Pesivan 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.
Työraportti 99-45 TDS-mittausanturin pelastustyö Eurajoen Olkiluodon kairanreiästä OL -KR 1 Risto Niinimäki Kesäkuu 1999
TEKIJÄ ORGANISAATIO: SUOMEN MALMI OY PL 10 Juvan teollisuuskatu 16-18 02921 ESPOO TILAAJA: TILAAJAN YHDYSHENKILÖ : POSIVA OY Mikonkatu 15 A 00100 HELSINKI \ % 1-.0J eikki Hinkkanen Posiva Oy URAKOITSIJAN YHDYSHENKILÖ : FM Tauno Rautio Smoy RAPORTTI: TYÖRAPORTTI 99-45 TDS-MITTAUSANTURIN PELASTUSTYÖ EOEN OLKILUODON KAIRAN REIÄSTÄ OL-KR1 TEKIJÄ: Risto Niinimäki Geologi, Smoy TARKASTAJA : r-q Tauno Rautio Geologi, Smoy
TDS-MITTAUSANTURIN PELASTUSTYÖ EURAJOEN OLKILUODON KAIRANREIÄSTÄ OL-KRl TIIVISTELMÄ Eurajoen Olkiluoto on yksi Posiva Oy:n yksityiskohtaisiin paikkatutkimuksiin valituista neljästä alueesta. Tutkimusten avulla selvitetään kallioperäominaisuuksia tähdäten käytetyn polttoaineen loppusijoittamisen Suomen kallioperään. Lopullinen sijoituspaikka valitaan vuonna 2000. Paikkatutkimuksien yhteydessä vuonna 1989 kairattiin reikä OL-KR1, joka on pituudeltaan 1001,05 m. Yk:sityiskohtaisiin paikkatutkimuksiin liittyvissä vedenjohtavuusmittauksissa toukokuussa 1999 jäi kallion pohjaveden TDS-mittauslaitteisto kiinni noin 104 m:n syvyydessä. Laitteisto pelastettiin Suomen Malmi Oy:n (Smoy) toimesta toukokuussa 1999. Pelastuksessa käytettiin kairakonetta. Puhdistustyönjälkeen reiän tarkistettu avoin syvyys on 990,00 m. Avainsanat kairanreikä, TDS-laitteisto, reiän puhdistus
THE RESQUE OPERATION OF TDS-TOOL FROM BOREHOLE OL-KRl AT OLKILUOTO IN EURAJOKI ABSTRACT Olkiluoto in Eurajoki is one of the four sites, which were selected bu Posiva Oy for the detailed site investigations. The aim of these investigations is to study the bedrock properties for final disposal of spent nuclear waste. The final disposal site will be ehosen in the year 2000. As a part of the investigation programme borehole OL-KRl was drilled to the depth of 1001.05 m in 1989. In May 1998 fluid resistivity and temperature logging with TDS -tool were interrupted when the tool got stuck at the depth of about 104 m. In order to open the borehole Suomen Malmi Oy (Smoy) carried out cleaning operations in the borehole in May of1999. Ali borehole equipment were removed from the borehole. After the operations the borehole was open to the depth of990.00 m. Keywords: borehole, TDS-tool, borehole cleaning
1 TDS-MITTAUSANTURIN PELASTUSTYÖ EURAJOEN OLKILUODON KAIRANREIÄSTÄ OL-KRl TIIVISTELMÄ ABSTRACT SISÄLLYSLUETTELO 1 1. YLEISTÄ 2 2. REIKÄÄN JUUTTUNUT LAITTEISTO 4 3. TYÖNKUVAUS 4 4. VIITELUETTELO 6 5. LIITTEET 5.1 TDS-mittarin rakenne 7
2 1. YLEISTÄ Posiva Oy aloitti käytetyn uraanipolttoaineen loppusijoitukseen liittyvän yksityiskohtaisten paikkatutkimusten toisen vaiheen vuonna 1997 neljällä tutkimusalueella: Kuhmon Romuvaarassa, Äänekosken Kivetyssä, Eurajoen Olkiluodossa ja Loviisan Hästholmenilla. Tutkimusten avulla selvitetään kallioperäominaisuuksia tähdäten käytetyn polttoaineen loppusijoittamiseen syvälle Suomen kallioperään. Lopullinen sijoituspaikka valitaan vuonna 2000. Eurajoen Olkiluodossa tutkimusalueelle kairattiin yksityiskohtaisiin paikkatutkimuksiin liittyen kairanreikä OL-KR1 vuonna 1989. Reiän pituus oli 1001,05 m. Kairaustyö on kuvattu Teollisuuden Voima Oy:n (TVO) työraportissa 89-38 (Rautio 1989). Reiässä tehtiin PRG-Tec Oy:n toimesta mittauksia TDS-mittausanturilla keväällä 1999. Toukokuussa TDS-mittauslaitteisto juuttui reikään syvyydelle noin 103,50-104,50 m. TDS -laitteisto koostui vaijerikaapelista, virtausanturista ja kumikiekkojen ja spiraalin muodostamasta tulppajärjestelmästä sekä lisäpainoista. Kiinnijuuttumisesta johtuen Suomen Malmi Oy (Smoy) suoritti toukokuussa 1999 reiän puhdistustöitä Pasivan tilauksen 961 0/99/HH mukaisesti. Puhdistustyö aloitettiin 18.5.1999. Reiässä suoritettiin Espoon kaupungin toimesta kuvaus 20.5.1999. Mittalaite saatiin reiästä 21.5.1999. Työn lopuksi 24.5.1999 käytiin kairausputkistolla syvyydellä 990,00 m. Tässä raportissa esitetyt syvyysmitat ovat reikäsyvyyksiä putken suulta lukien. Reiän sijainti on esitetty kuvassa 1. Puhdistuksessa käytettiin Diamec1000 S -kairauskonetta. Työn vastaavana työnjohtajana toimi Ville Teivaala. Työtä tehtiin yhdessä vuorossa. Vuoromiehistö koostui kahdesta kairaajasta.
... s. ' (1)... : 0... (J.l...::: 5 ::t. 1 1 i. 1( " -<: l OLKILUODON TUTKIMUSALUE KKJ1 (Projection: Gauss-Kruser) Mittakaava: 1: 26 000 14.6.1999 Saanio & Riekkola Oy/ A.Öhbers, H.Malmlund SELITYKSET: KR1 Kairanreikä ja sen CJ. maanpintaprojektia 1 P o_w e r - l.a n t 1 1 0 200 400
4 2. REIKÄÄN JUUTTUNUT LAITTEISTO Reikään OL-KR1 oli jäänyt eromittausanturiin perustuva reikäveden sähkönjohtavuutta mittaava TDS-anturi reikälaitteisto, jonka periaatekuva on esitetty liitteessä 5. 1. TDSmittalaitteisto koostui maanpinnalta reikään kulkevasta vaijerikaapelista Ja reikäanturilaitteista. Reikään jäänyt laitteisto koostui yläosastaan lukien kivikupista, elektroniikkaputkesta, virtausanturista, kahdesta hetulasarjasta, joiden välissä on kumispiraali, alapään keskittimestä sekä painoista. Laitteiston kokonaispituus on noin 5 m. Kivikuppiin on tehty alu-43-kairaputken naaraskierteet (R42S), joihin voidaan tarttua alu-43-kairaputken uroskierteellä (R42U). Reikälaitteiston arveltiin tarttuneen kiinni reikään spiraalikumin kiilauduttua anturin ja reikäseinämän väliin. Kivikupin yläreunan arvioitiin olevan syvyydellä noin 103,50-104,50 m. Laitteistossa oli pakkomurtokohta kaapeli päätteessä. 3. TYÖN KUVAUS TDS-laitteisto oli juuttunut reikään laitteistoa laskettaessa. Sitä oli kiinnijuuttumisen jälkeen yritetty irrottaa "kilkuttamalla", siinä kuitenkaan onnistumatta. Laitteistoa oli nostettu arviolta 200 kg voimalla. Nostossa laitteiston ja kaapelin välinen pakkomurtokohta oli murtunut. Lähtökohtana puhdistustyölle oli välttää suurta kuormaa anturiin tartuttaessa. Tällä pyrittiin estämään anturin irtoaminen ja vajoaminen reiän pohjaan, jolloin anturin pelastaminen olisi ollut vaikeampaa. Puhdistustyö aloitettiin asentamalla kairauskone reiälle 18.5.1999. Suojaputket asennettiin reikään 19.5. Suojaputkien laskemisen jälkeen tarkistettiin mittalaitteen sijainti laskemalla reikään kaltevuusmittari kaapelin varassa. Syvyydeksi saatiin 102,90 m. Tämän jälkeen yritettiin mittalaitteeseen tarttua alu-53 putkistoon liitetyllä ja kierteiltään hiotulla alu-43 urosliittimellä. Alu-putkisto tiivistettiin kierteistään hamputtamalla ja alin putki tulpattiin vesitiiviiksi, jotta saatiin putkiston painoa kevennettyä lisäämällä nostetta. Suppilon alaosan kohdalla reikä tuntui ahtaalta. Putket laskettiin kairauskoneella lähelle reikäanturin yläpäätä noin kahden metrin päähän. Putkistoon liitettiin mukkeli, josta varovasti taijaa apuna käyttäen laskettiin putkia alas. Alas laskettaessa putkia pyöritettiin käsin. Putkisto saatiin laskettua syvyydelle 102,90 m. Putkia pyöritettäessä tuntui este syvyydellä 102,90 m. Mittalaitetta ei saatu tarttumaan putkistoon. Tämän jälkeen
5 laskettiin reikään kaltevuusmittari, jonka avulla mitattiin reiän vapaaksi syvyydeksi 102,90 m. Kaikilla kerroilla, joilla käytiin kairausputkistolla mittalaitetta yrittämässä irti, laskettiin putket koneella noin kahden metrin päähän mittalaitteesta. Loppumatka putkistoa laskettiin alas mukkelia ja taijaa apuna käyttäen samalla käsin pyörittäen. Toinen yritys tehtiin käyttäen ns. porkkana-tarttujaa, jolla käytiin syvyydellä 103,20 m. Myös tällä yrityksellä tuntui este kuten ensimmäiselläkin yrityksellä. Porkkanaan ei saatu tarttumaan mitään. Tämän jälkeen laskettiin reikään kaltevuusmittari, jonka avulla mitattiin reiän vapaaksi syvyydeksi 102,90 m. Putkistan alapäähän liitetyllä pituudeltaan 60 cm:n "joulukuusi"-kalastajalla käytiin 20.5. syvyydellä 102,90 m. "Joulukuuseen" ei saatu tarttumaan mitään. Putkien noston jälkeen tarkistettiin reiän vapaaksi syvyydeksi kaltevuusmittarilla 102,90 m. Koska epäiltiin, että anturin päällä voisi olla jotain ylimääräistä materiaalia, joka estää anturiin tarttumisen, päätettiin reiässä suorittaa rikäkamerakuvaus. Reiän kuvaus tehtiin tämän toimeksiannon ulkopuolisena työnä. Kuvauksen suoritti Espoon kaupunki. Kamera laskettiin reikään iltapäivällä 20.5. Kuvaus tehtiin reiän suunnassa, mutta vesi oli niin sameaa, että reiässä ei ollut näkyvyyttä. Veden kirkastamiseksi reikään laitettiin tilaajan luvalla vesilaitoksilla juomaveden kirkastamiseen käytettävää alumiinisulfaattia (Ah(S04)2) arviolta enintään 40 grammaa. Toisella kerralla päästiin alas esteen päälle syvyyteen noin 103,5-103,6 m. Kuva oli kuitenkin vielä samea. Kolmannella kameran laskukerralla kuvattiin reiän seinämiä. Aivan alhaalta saatiin kuvaan kaarimainen heijastus, joka saattoi olla mittalaitteiston kivikuppi. Neljäs kuvauskerta suoritettiin reiän suunnassa, jolloin syvyydellä noin 103,5-103,6 m nähtiin kivikupin yläosa ja siinä puhtaat alu43-kierteet. Alapäästään alu-43-uroskierteellä varustettu putkisto laskettiin reikään 21.5. Alu-43- kierre oli hiottu ja hyvin kevyesti rasvattu. Viimeiset noin 2 m putkistoa laskettiin käyttäen mukkelia ja taljaa. Samalla putkistoa pyöritettiin käsin. Putkisto saatiin tarttumaan mittalaitteen kivikupin kierteelle syvyydessä 104,10 m. Aluksi putkistoa ja mittalaitetta nostettiin taljan avulla. Mittalaite oli kiinni, mutta se irtosi helposti. Tämän jälkeen putkistoja mittalaite nostettiin kairauskoneella käyttäen hidasta nostonopeutta. Nostetusta mittalaitteen kivikupista löydettiin useita metallin palasia, joista suurimmat noin 1 Ox 1 Ox 1 mm. Metallinpalaset olivat ruosteisia.
6 T56-kairauskalustolla käytiin 24.5. reiän pohjalla, jolloin todettiin reiän vapaaksi syvyydeksi 990,00 m. Tässä syvyydessä tuntui este, joka saattaa olla pohjalle kertynyttä kivijauhoa. Syvemmälle ei voitu mennä, koska käytettävissä ei ollut huuhteluvettä. Alas mentäessä hiottiin varovasti teräputken kalvaimella suppilon alaosaa ja sen alapuolista reiän osaa syvyysvälillä 40,0-43,0 m. Työn lopuksi poistettiin suojaputket reiän yläosasta 25.5.1999. 4. VllTELUETTELO Rautio, T., 1998. Syväkairaus OL-KR1 Eurajoen Olkiluodossa 1989. Työraportti-89-38.
d CZl. ::l. ::s ""1...) 0,4r'l A lu-43 naaraskierre ti1 Vl _.