Sondaj Mühendisliği ve Kullanılan Sondaj Çeşitleri

Sondaj mühendisliği, petrol, jeotermal enerji, su ve maden sondajlarından, jeoteknik etüt ve enjeksiyon gibi sondaj çeşitleri geniş bir çerçevede mühendislik uygulamalarının önemli bir unsurudur. Sondaj verilerinin birçok mühendislik disiplininde yararlanılabilecek değerli bir kaynak olma özelliği, sondajcılığa disiplinler arası bir kimlik kazandırmaktadır.

 

Çalışma alanları yer olan jeoloji, petrol, maden ve jeofizik mühendisleri sondaj çalışmalarını ya yönlendirmekte veya yönetmektedirler. İnşaat mühendisleri ise, sondajlı çalışmalarla elde edilen toprak ve kaya zeminlere ait bilgilere gereksinim duyar ve bu bilgileri mühendislik projelerinin yapımı aşaması öncesinde dikkate alırlar.

 

Makina, metalurji ve malzeme, kimya, bilgisayar ve elektrikelektronik mühendisleri de sondajlarda kullanılan makine, ekipman ve sondaj çamuru katkı maddelerinin üretiminde görev almaktadırlar. Bu konulardan bahsedilmesinin nedeni, sondaj mühendisinin ne kadar geniş bir konu hakkında bilgi sahibi olması gerektiğini vurgulamaktır.

 

Sondaj çalışmaları tipik olarak şu personel tarafından icra edilmektedir;

• Sondaj Mühendisi(Şantiye Şefi)
• Başsondör veya Formen
• Sondör
• Sondaj İşçisi

 

Bu personelin sayısı, yapılan sondaj çalışmasının niteliğine ve amacına göre değişiklik göstermektedir. Yapılan çalışmanınkapsamına göre; bu personele ilave olarak, başka sondaj mühendisleri, kuyu jeoloğu, jeofizik mühendisi, akine mühendisi, jeoteknik mühendisi, hidrojeolog, pompa teknisyeni, ambar sorumlusu, şöför, vb. gibi çeşitli branşlardan personelde dahil edilebilmektedir.

 

 

Ülkemizde, çeşitli sondaj çalışmalarında sondaj mühendisliği görevini üstlenen sondaj çeşitleri şu şekildedir;

 

Petrol ve Doğalgaz Sondajları

 

Günümüz enerji ihtiyacının büyük bir kısmını karşılayan önemli fosil yakıtlardır. Bu yakıtlar, yeraltında bulunan rezervuarlarda bulunur ve sondaj yöntemiyle çıkarılır. Petrol ve doğalgaz sondajları, karmaşık ve zorlu bir mühendislik disiplinidir. Petrol ve doğalgaz sondajlarının temel amacı, yeraltındaki rezervuarlarda bulunan petrol ve doğalgazı çıkarmaktır. Sondajlar, jeolojik bilgi edinmek, yeraltı suyu ve mineraller aramak gibi diğer amaçlar için de kullanılabilir.

 

Petrol ve doğalgaz sondajları ülkemizde, TPAO (Türk Petrolleri Anonim Ortaklığı) ve özel şirketler tarafından yapılmaktadır. TPAO ve özel petrol arama ve üretim kuruluşlarında, petrol/doğalgaz sondajlarında sondaj mühendisliği görevini petrol mühendisleri tarafından yapıldığı görülmektedir. Az sayıda da olsa, maden mühendisleri de petrol/doğalgaz sondaj çalışmalarında sondaj mühendisi olarak görev yapmaktadır.

 

Jeotermal Sondajlar

 

Yeraltındaki sıcak su ve buharın ısı enerjisinden faydalanma prensibine dayanan yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Jeotermal enerjiden elektrik üretimi, ısınma ve soğutma gibi çeşitli alanlarda yararlanılır. Kullanılabilmesi için yeraltına sondajlar yapılarak sıcak su ve buharın yüzeye çıkarılması gerekir.

 

Jeotermal sondajların temel amacı, yeraltındaki sıcak su ve buhar rezervuarlarına ulaşarak bu enerjiyi yüzeye çıkarmaktır. Sondajlar ayrıca jeolojik bilgi edinmek, yeraltı suyu ve mineraller aramak gibi diğer amaçlar için de kullanılabilir. Jeotermal sondaj işlemi sırasında birçok risk vardır. Bu riskler arasında kazalar, yaralanmalar ve çevre kirliliği yer alır. Sondaj işleminin güvenli bir şekilde yapılması için gerekli önlemler alınmalıdır.

 

Ülkemizde, jeotermal sondajlar MTA (Maden Tetkik ve Arama), İller Bankası ve özel şirketler tarafından yapılmaktadır. MTA’da sondaj mühendisliği maden mühendisleri, İller Bankasında jeoloji mühendisleri, özel sektörde ise jeoloji mühendisleri tarafından yapılmaktadır.

 

Su Sondajları

 

Yaşamın kaynağı olan su, insanlığın en temel ihtiyaçlarından biridir. Temiz ve güvenli suya erişim, her bireyin hakkıdır. Su sondajları, yeraltındaki su kaynaklarına ulaşmak ve bu ihtiyacı karşılamak için kullanılan bir yöntemdir. Su sondajlarının temel amacı, yeraltındaki su rezervuarlarına ulaşarak bu suyu yüzeye çıkarmaktır. Sondajlar ayrıca jeolojik bilgi edinmek, yeraltı suyu ve mineraller aramak gibi diğer amaçlar için de kullanılabilir.

 

Ülkemizde su sondajları, DSİ (Devlet Su İşleri), İller Bankası, Köylere Hizmet Götürme Birlikleri ve özel sondaj kuruluşları tarafından yapılmaktadır. Su sondaj çalışmalarında sondaj mühendisliği görevi, genellikle jeoloji mühendisleri tarafından üstlenilmiştir.

 

Su sondajları, temiz ve güvenli suya erişim için önemli bir yöntemdir. Sondajların çevresel etkilerini en aza indirmek ve sürdürülebilir bir şekilde su kullanmak için gerekli önlemlerin alınması önemlidir.

 

Jeoteknik Etüt ve Enjeksiyon Sondajları

 

Jeoteknik etütler, zemin ve kayaçların mühendislik özelliklerini belirlemek için yapılan çalışmalardır. Bu bilgiler, binalar, köprüler, barajlar gibi mühendislik yapıları için güvenli ve ekonomik temel tasarımlarının yapılmasına yardımcı olur. Jeoteknik etütlerde enjeksiyon sondajları önemli bir rol oynar.

 

Jeoteknik etüt, zemin ve kayaçların mühendislik özelliklerini belirlemek için yapılan bir dizi test ve analizden oluşur. Bu etütler, aşağıdaki bilgileri edinmek için yapılır:

• Zemin tabakaları ve özellikleri
• Zeminin taşıma kapasitesi
• Zemin sıkışabilirliği
• Yeraltı su seviyesi
• Zeminin kimyasal ve mineralojik özellikleri

 

Enjeksiyon sondajı, zemin ve kayaçların içerisine çeşitli kimyasal maddelerin enjekte edilmesi için yapılan bir sondaj yöntemidir. Bu yöntem, aşağıdaki amaçlar için kullanılır:

• Zemin sağlamlığını ve taşıma kapasitesini artırmak
• Zemini su geçirmez hale getirmek
• Zemindeki boşlukları ve çatlakları doldurmak
• Zemini stabilize etmek

 

Ülkemizde jeoteknik etüt sondajları, DSİ, İller Bankası, TCK (Karayolları), EİEİ (Elektrik İşleri Etüt İdaresi) ve özel sondaj şirketleri tarafından yapılmaktadır. Jeoteknik etüt sondaj çalışmalarında, sondaj mühendisliği görevi genellikle jeoloji mühendisleri tarafından üstlenilmiştir. Enjeksiyon sondajları; DSİ ve özel şirketler tarafından yapılmaktadır ve jeoloji mühendislerinin ağırlığı bu alanda da hissedilmektedir.

 

Maden Arama Sondajları

 

Madenler, insanlığın tarih boyunca kullandığı önemli kaynaklardır. Maden arama sondajları, yeraltındaki mineral yataklarının keşfedilmesi ve değerlendirilmesi için kullanılan önemli bir yöntemdir. Maden arama sondajlarının temel amacı, yeraltındaki mineral yataklarının varlığını ve boyutlarını belirlemektir. Sondajlar ayrıca, yatakların mineral içeriğini ve cevherin kalitesini değerlendirmek için de kullanılır.

 

Maden arama sondajlarının çevresel ve sosyal bazı etkileri vardır. Bu etkiler şunlardır:

• Arazi tahribatı: Sondaj sahası kurulması ve sondaj işlemi, araziye zarar verebilir.
• Su kirliliği: Sondaj işlemi sırasında kullanılan sıvılar, yeraltı sularını kirletebilir.
• Hava kirliliği: Sondaj işlemi sırasında çıkan gazlar, hava kirliliğine neden olabilir.
• Gürültü kirliliği: Sondaj işlemi sırasında çıkan gürültü, çevreye rahatsızlık verebilir.

 

Ülkemizde maden arama sondajları, MTA, TTK (Türkiye Taşkömürü İşletmeleri), TKİ (Türkiye Kömür İşletmeleri) ve özel sondaj şirketleri tarafından yapılmaktadır. Devlet kuruluşlarında, maden arama sondajlarında sondaj mühendisliği görevinin maden ve jeoloji mühendisleri tarafından ağırlıklı olarak üstlenildiği görülmektedir. Özel kuruluşlarda ise genellikle jeoloji mühendisleri görev yapmaktadır.

 

Patlatma Deliği Sondajları

 

Kayaçlarda patlayıcı madde kullanımı için delikler açmak için kullanılan bir sondaj yöntemidir. Bu yöntem, madencilik, inşaat ve hafriyat gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılır. Patlatma deliği sondajları, kayaçların kontrollü ve güvenli bir şekilde parçalanmasını sağlayarak, işgücü ve zamandan tasarruf sağlar.

 

Patlatma deliği sondajlarının kullanım alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz;

• Madencilik: Madenlerde cevherin çıkarılması için kullanılır.
• İnşaat: Yol ve tünel inşaatlarında kayaçların parçalanması için kullanılır.
• Hafriyat: Binaların temelleri için hafriyat yaparken kullanılır.
• Baraj ve Hidroelektrik Santralleri: Baraj temellerinin kazılması ve su yollarının açılması için kullanılır.
• Petrol ve Doğalgaz Sondajı: Petrol ve doğalgaz sondajı öncesi kayaçların parçalanması için kullanılır.

 

Ülkemiz kamu kurumlarında (TTK, TKİ vb.) ve özel şirketlerde, patlatma deliği sondajları genellikle maden mühendisleri tarafından yönetilmektedir. Bu çalışmalarda az sayıda da olsa jeoloji mühendisleri görev yapmaktadır

 

Yönlendirilebilir Yatay Sondajlar

 

Petrol ve doğalgaz gibi yeraltı kaynaklarının daha verimli ve çevre dostu bir şekilde çıkarılmasını sağlayan gelişmiş bir sondaj yöntemidir. Bu yöntem, sondaj deliğinin önceden belirlenmiş bir rota boyunca yönlendirilebilmesini sağlayarak, zor erişilebilen rezervuarlara ve karmaşık jeolojik yapılara ulaşmayı mümkün kılar.

 

Yönlendirilebilir yatay sondajlarda iki temel yönlendirme tekniği kullanılır:

• Mıknatıslı Sondaj: Sondaj çubuğunun ucuna yerleştirilen bir mıknatıs ile sondaj deliğinin yönü kontrol edilir.
• Rotary Steerable Sistemler: Sondaj çubuğunun içerisine yerleştirilen bir hidrolik sistem ile sondaj deliğinin yönü kontrol edilir.

 

Yönlendirilebilir yatay sondajların avantajları şu şekildedir;

• Daha Fazla Rezervuar Erişim: Yatay sondaj, geleneksel dikey sondajlara kıyasla daha geniş bir rezervuar alanına erişim sağlar.
• Artan Üretim: Yatay sondajlar, rezervuarla daha fazla temas kurarak üretim kapasitesini artırır.
• Daha Az Çevresel Etki: Yatay sondajlar, daha az arazi tahribatı ve daha az sayıda sondaj kuyusu ile daha çevre dostu bir üretim imkanı sunar.
• Karmaşık Jeolojilerde Uygulama: Yatay sondajlar, eğimli ve karmaşık jeolojik yapılarda bile rezervuarlara ulaşabilir.

 

Ülkemizde yeni gelişmekte olan bu sondaj türü, birkaç özel alt yapı kuruluşu tarafından ve genellikle inşaat mühendisleri kontrolünde yapılmaktadır. Çok az sayıda jeoloji mühendisi, yönlendirilebilir yatay sondaj çalışmalarında görev almaktadır. Sondaj bilgisine sahip ve uygulamada tecrübeli, zemin özelliklerini tanıyan yerbilimleri mühendislerinin yönlendirmeli yatay sondaj çalışmalarında görev alması, 2004 yılında ülkemizde uygulanmaya başlanılan bu yeni sondaj türünün gelişimini hızlandıracaktır.

 

Sonuç olarak; sondaj çalışmalarının tekniğine uygun olarak yapılması ülke kaynaklarımızın heba edilmeden kullanımını sağlayacağı gibi, çalışmalarda zamandan ve maliyetten de tasarruf sağlayacaktır. Dolayısıyla, uygulamalı sondaj bilgisi, mühendislerin meslek yaşamlarında başarılı olabilmesi için göz ardı edemeyeceği bir husustur. Bu sebeple, her yerbilim mühendisi sondaj yöntemleri, sondajın yapılışı ve yönetimi hakkında çok iyi bilgi sahibi olmalıdır. Çünkü, yolu sondajla kesişmeyen yerbilim mühendisi yoktur…