Enkla, snabba och exakta instrument är framtidens vinnare

John Flåm är utvecklingschef på norska företaget Devico.

I Norge bygger företaget Devico vidare på grundaren Viktor Tokles drygt 30 år gamla uppfinning, DeviDrill, för styrd kärnborrning. Systemet, som förfinats och utvecklats genom åren, används idag i över 40 länder. I takt med att behovet av att veta var borrhålen går ökar, har vi nu fokus på allt mer förfinad elektronik och mjukvara för mätning och för användaren att ta till sig och förstå informationen, säger John Flåm, utvecklingschef på Devico.

Marknaden i Norge är liten. För liten, menar John Flåm och berättar att den största delen av verksamheten bedrivs utomlands.

– Nästan hela vår omsättning kommer från den internationella marknaden och så har det varit länge. Utomlands är det framför allt inom gruvindustrin som vi har våra största och flesta kunder. I den branschen har man alltid varit intresserad av att mäta. Både vid gruvdrift och prospektering vill man träffa bestämda punkter och här levererar vi mycket teknik för styrd borrning och mätning.

På hemmaplan i Norge är de flesta av Devicos uppdrag knutna till geotekniska undersökningar och infrastruktur.

– Ett intressant och omfattande projekt är den stora utbyggnaden av Östfoldbanan, en järnvägssträcka. Den går till stora delar på mark som består av kvicklera, som är mycket känsligt och lätt kan utlösa jordskred. Bygget har ställt enorma krav på markförstärkning med spontning och pålning under jord. Här har vi varit involverade med gyrobaserad avvikelsemätning och det har rört sig om flera hundra pålar per kvadratkilometer. Det är en stor produktion som kräver att man kan mäta snabbt och exakt, säger John Flåm.

Fokus på enkelhet

Devicos strävan efter enkelhet och användarvänlighet har ställts på sin spets under de rådande coronatiderna, berättar John Flåm:

– En konsekvens av pandemin är att vi har gett mycket utbildning och service på distans, via dator. Det ställer extra stora krav på att instrumenten är lätta att förstå och hantera, annars fungerar det inte med distansutbildning. Nu håller vi distanskurser på omkring två och en halv timme för kunder över hela världen – sedan är de klara att gå i drift.

Patent mot felkällor

På gyro-sidan har Devico utvecklat och patenterat en egen lösning.

– Gyroinstrument är mycket bra, men de är inte perfekta. De påverkas av brus och andra felkällor och rapporterar ofta rotationer och avvikelser fast de är helt stilla. De kan också rapportera större eller mindre avvikelser än vad det i verkligheten är och de felen ackumuleras. Våra gyron vrider sig runt sin egen axel och kompenserar på det sättet själv för avdriften.

Framtiden ligger i hastighet och användarvänlighet, menar John Flåm:

– Du kan ha hur bra mätinstrument som helst, men det räcker inte. Det ska vara lätt att snabbt tillgodogöra sig datan och den ska kunna gå direkt till fälttekniker och geologer. Det är inom den delen av teknikutvecklingen det kommer att avgöras och där gäller det att hänga med.

Två av Devicos gyroinstrument.

Text: Jörgen Olsson, Foto: Devico

Mätning blir vanligare

Borrhålsmätning. Ett ämne som mycket väl skulle kunna fylla en större lärobok och passa in i avancerad undervisning på de mest ansedda universiteten. Man kan tycka att det är en självklarhet att det även efter att ett borrhål är utfört, finns goda möjligheter till undersökningar. Trots det utförs det förhållandevis få mätningar i utförda borrhål i Sverige. Kanske bottnar det i en misstänksamhet från delar av beställarledet, och kanske för att det råder en viss brist på kunskap på vad man verkligen kan göra. I det här numret av Borrsvängen nosar vi lite på några av alla de möjligheter som finns med borrhålsmätning och visar vilken fantastisk källa av kunskap det finns att hämta ur, även efter att kax och kärnor är upptagna och analyserade.

– Mätning i borrhål har ökat inom alla segment i borrbranschen. Framför allt när det gäller prospektering och anläggning, men även inom geoenergi ser vi en ökning.

Så säger Anders Olsson, välkänd nestor och kursledare på Borrteknikerutbildningen inom kärnborrning och avvikelsemätning.

– Genom åren är det framför allt på prospekteringssidan som man ägnat sig åt avvikelsemätningar. Men på senare tid har det spridit sig även till brunnsborrningen, i första hand när det gäller geoenergi. Gör man större anläggningar där många brunnar ska samverka kan man behöva mäta för att kunna beräkna hur stort energiuttaget kan bli. Och står man och borrar mitt inne i en tätort vill man veta att man inte borrar in i någon annan underjordisk anläggning. Det kan få stora konsekvenser, som ju skedde ganska nyligen när ett borrhål kom in i tunnelbanan i Stockholm.

Anders Olsson nämner även spränghål och injekteringshål i samband med tunnelbygge som områden där mätning ökat.

Generellt har mätningen i borrhål ökat ordentligt under de senaste åren.

– En av förklaringarna är att vi har fått teknik som gör det möjligt. Vi har idag små, smidiga instrument som ger bra data. Vi kan mäta inne i kollektorslangen – det kunde vi inte för 10–15 år sedan. Tack vare utvecklingen på instrument- och elektroniksidan har intresset för mätning ökat, säger Anders Olsson, som tror att mätning inom geoenergi kommer att öka ännu mer framöver:

Tror på fortsatt ökning

– Jag är övertygad om att det kommer att bli vanligare och vanligare, i takt med att det kommer fler bestämmelser och att kraven på dokumentation ökar. Kanske inte vid borrning av ett enda hål på en enskild villatomt, men i tättbebyggt område blir det absolut mer intressant med mätning.

Vad ska man då vänta sig av framtiden? Vilka utmaningar återstår när det gäller mätning?

– En nackdel, som framför allt hindrar en ökad mätning på geoenergisidan är att de gyron vi har idag är väldigt dyra. Kunde man få fram något litet, billigt och lättskött gyroinstrument så tror jag att det skulle bli succé

 

Anders Olsson förevisar instrument för borrhålsmätning.

Allt snabbare system

På önskelistan står även system som snabbt överför mätresultaten från borrplatsen till den person som ansvara för borrningen. Borrning är en dyr verksamhet och det kostar pengar att stå och vänta på besked huruvida man får fortsätta borrningen eller om man måste avbryta på grund av att borrhålet avvikit från den planerade borrhålsbanan och tagit helt fel riktning.

Inom prospektering finns sedan några år sådana system och dessa har bidragit till att effektiviserat borrprocessen.

Standardisering behövs

– När det gäller borrning i tätbebyggda områden, där det är viktigt att borrhålen håller sig inom toleranserna runt den planerade borrhålsplanen, så skulle ett liknande system vara till stor nytta, säger Anders Olsson, som också efterlyser standardiseringar eller riktlinjer:

– Någon form av anvisningar eller standard för mätning av borrhål i tätorter kan kanske också vara till nytta för borrföretagen. Vilket avstånd skall det vara mellan mätstationerna i borrhålet? Ju kortare avstånd desto noggrannare mätning, men även desto dyrare mätning. Om man använder magnetiska mätinstrument, vilken storlek på magnetiska störningar kan då accepteras?

Orienterade borrkärnor

På prospekteringssidan har möjligheten att få upp så kallade orienterade borrkärnor kommit under de senaste cirka 15 åren.

Tekniken för att orientera en kärna innebär att kärnan, som ju roterat inne i borrsträngen, kan låsas fast i sin originalposition.

– Genom att veta vad som är upp och vad som är ned på borrkärnans mantelyta kan geologerna dra många slutsatser. Idag är mer än hälften av alla prospekteringskärnor orienterade och utforskar man nya malmfyndigheter är orientering närmast en nödvändighet, säger Anders Olsson.

En av de geologer som drar nytta av kärnorientering är Pelle Carlsson, gruvgeolog vid Zinkgruvan utanför Örebro.

Ger information om geologin

– Vi använder tekniken framför allt när vi borrar i nya områden. Det ger oss information om strukturen inne i berget och genom att pussla ihop flera borrkärnor kan vi så att säga se åt vilka håll geologin går. Vi kan dra slutsatser om hur malmkroppen står – om den är horisontell, vertikal eller står i vinkel och vi använder också tekniken för att få veta mer om hur geologin runtom malmkroppen ser ut.

Pelle Carlsson påpekar också att även om kärnorientering är ett bra hjälpmedel, så är det också väldigt tidskrävande.

– Det är mycket jobb med att pussla ihop flera borrkärnor och det blir väldigt mycket data att ta hand om.

Dagens teknik med kärnorientering, som har ersatt tidigare metoder som hade mycket sämre precision, ger oss värdefull information och vid ren prospekteringsborrning är det viktigt att orientera kärnorna.

Många faktorer påverkar hålet

Vid Zinkgruvan används flera metoder för mätning.

– Till exempel så mäter vi alla hål som är över 100 meter långa. De planeras ju alltid som ett rakt streck, men kan utan vidare avvika 150 meter på 500 meters borrning om man inte håller koll. Vi vill ju veta att vi träffar det vi siktar på och det är många faktorer som påverkar – övergångar från hårt till mjukt berg, hur hårt borraren trycker, hur mycket vatten som används med mera, säger Pelle Carlsson.

Styrd borrning används också, framför allt när borrningen startar ovan jord.

– Det är dyrt, men det kan löna sig att borra ett ”moderhål” som är exakt så som man vill ha det, säger Pelle Carlsson.

Vad står på din önskelista när det gäller teknikutveckling?

– Jag skulle önska mig ett system där det var omöjligt att göra fel. Inte ens kärnorienteringen är hundraprocentig i alla lägen. Jag skulle också vilja kunna mäta ännu fortare än vi gör idag och skulle också gärna se bättre visualiseringsverktyg så att det går att dra ännu mer nytta av de stora mängder data som mätningarna ger oss.

 

Pelle Carlsson, gruvgeolog i Zinkgruvan.

Text: Jörgen Olsson, Foto: Johan Barth, Lundin Mining

Återfyllning – Allt fler brunnar återfylls

– Uppdragen inom återfyllning har ökat under de senaste åren och första halvåret i år har uppgången varit drastisk. Ofta rör det sig om hål som ska ”skrotas”, men mängden aktiva energibrunnar som återfylls ökar också stadigt.

Så säger Karl Dahlqvist, vd och försäljningsansvarig på Nordisk Cementteknik, NCT.

Borrsvängen följer med på ett uppdrag vid Kyrkoskolan i Danderyd. Dagarna just före midsommar-afton är NCT på plats för ett enligt Karl Dahlqvist ganska typiskt uppdrag. De är anlitade av Bravida Sverige för att skrota sju stycken drygt 200 meter djupa hål. De måste pluggas igen, eftersom Svenska Kraftnät ska dra en tunnel i marken.

– När vi åker ut på ett jobb måste vi ha stora mängder utrustning med oss. Vi har containrar, en bobcat, utrustning för blandning, pumpning och trycksättning, bentonit och återfyllningsslang och ibland en grävmaskin. Beroende på förutsättningarna på plats kan vi också behöva ha med dieselverk och vatten.

Det första som sker när ett hål ska skrotas är att kollektorn tas upp och köldbärarvätskan töms och tas om hand.

Därefter är det dags att blanda till fyllningsmaterialet. Det sker i ett tält för att inte damma ner omgivningarna och i tältet finns en luftrenare som tar hand om partiklarna från bentoniten.

Det första som sker när ett hål ska skrotas är att kollektorn tas upp och köldbärarvätskan töms och tas om hand.

Processen kräver känsla

– Vi förbereder oss också genom att tappa upp en vattenreservoar som vi sedan pumpar ifrån till blandaren, annars får vi inte vattnet med tillräckligt stor hastighet, säger Karl Dahlqvist.

Han påpekar att blandningsprocessen kräver känsla.

– Man skaffar sig med tiden en erfarenhet och känsla för precis vilken viskositet blandningen ska ha, beroende på hur långt den ska pumpas.

Den färdiga blandningen förs över, en batch i taget, till pumpen som står precis intill i tältet.

Pumpningen av bentonit kan starta. En eller ett par man håller koll på processen.
– de håller i slangen och kan på så vis känna att allting flyter på som det ska.

– Slangen hålls två meter från botten av hålet. Bentoniten trycker upp vattnet, som går till en container för att sedimenteras innan vi kan släppa ut det. Ett hål på 210 meter rymmer 2,1 kubikmeter vatten om det är fullt, så det är en hel del att ta hand om, förklarar Karl Dahlqvist.

Borraren förbereder

Det jobb som Borrsvängen är med på rör sig alltså om skrotning av hål som inte längre ska användas. Men NCT passar också på att visa hur det går till när man återfyller en nyborrad energibrunn. Då tillkommer en rad moment.

– När vi kommer ut till ett sådant jobb har borraren förberett för oss genom att sätta återfyllningsslang i hålet. Vi använder 32 millimeters slang för återfyllning och det krävs även förstärkt kollektor för att klara trycket från bentoniten.

– Vi sätter kranar och manometrar på kollektorerna och trycksätter dem med vatten till rätt mottryck. Vilket tryck som behövs beror på slanglängd och vattenpelare, oftast ligger det mellan 13 och 16 bar.

Därefter är det dags att blanda till fyllningsmaterialet. Det sker i ett tält för att inte damma ner omgivningarna och i tältet finns en luftrenare som tar hand om partiklarna från bentoniten.

Viktigt att kolla trycket

Sedan kopplas återfyllningsslangen på och bentoniten börjar pumpas ner.

– Under hela återfyllningsprocessen, som brukar ta uppåt två timmar för ett drygt 200 meters hål, håller vi hela tiden koll på trycket. Mottrycket i kollektorerna måste vara på rätt nivå hela tiden. Blir det för lågt kan kollektorn kollapsa, blir det för högt riskerar man slangsprängning. Är det väldigt djupa hål brukar vi välja att återfylla i två steg så att blandningen hinner sätta sig och trycket minskar.

Sprickor kan försvåra

Något som kan hända vid återfyllning är att det finns sprickor i berget, som börjar sluka blandningen.

– Det är ganska vanligt och gör att det går åt mer material än beräknat. Vi har alltid med oss tillräckligt för att hantera det, men det man verkligen måste vara uppmärksam på är om det rör sig om en anläggning med flera hål i närheten av varandra. Hålen kan ha kontakt med varandra genom sprickor och då börjar bentoniten att leta sig in i nästa hål och skapa tryck på kollektorn. I sådana lägen tar vi inga risker, utan trycksätter alla hål från början, berättar Karl Dahlqvist.

Den färdiga blandningen förs över, en batch i taget, till pumpen som står precis intill i tältet.

Har skaffat erfarenhet med åren

Jobbet vid Kyrkoskolan är klart och Karl och hans medarbetare Ramonas Baronaitis och Conny Nyman packar ihop.

32 millimeters slang används för återfyllning och det krävs även förstärkt kollektor för att klara trycket från bentoniten.

– Det här var ett ganska typiskt uppdrag, även om mängden återfyllningar av aktiva hål som sagt ökar hela tiden. Det har de gjort sedan ungefär 2012-2013 när fler kommuner började ställa hårdare krav med tanke på vattenskyddet. Innan dess arbetade vi mest med att utveckla, tillverka och sälja cement-blandare för olika specifika ändamål. Det var företagets inriktning ända sedan min pappa startade 1983, berättar Karl Dahlqvist.

NCT fick med tiden fler och fler förfrågningar om återfyllning.

Pumpningen av bentonit kan starta. En eller ett par man håller koll på processen – de håller i slangen och kan på så vis känna att allting flyter på som det ska.

– I början tog det tid, dels för att vi var oerfarna, dels för att vi inte hade riktigt optimal utrustning. Vi fick fråga kontakter i Europa om råd, och sedan 2015 har vi utrustning som är specifikt anpassad just för att blanda och pumpa bentonit för att antingen skrota hål eller gjuta in kollektorer.

Tror på ljus framtid

– Jag tror att framtiden för återfyllning är ljus och att vi kommer att få fler konkurrenter framöver, säger Karl Dahlqvist. Idag ställer en del  kommuner skall-krav på återfyllning i sekundär zon, men då ska man veta att i de områdena finns det sedan tidigare sammantaget många tusentals öppna hål, eftersom kravet inte fanns då. Här ser jag stora möjligheter framöver, för vi måste skydda vårt grundvatten. 

Under hela återfyllningsprocessen, som brukar ta uppåt två timmar för ett drygt 200 meters hål, är det viktigt att hela tiden hålla koll på trycket i kollektorn.

Text: Jörgen Olsson, Foto: Anette Persson

Återfyllning – USA: Återfyllning ger förutsägbar prestanda

I USA har alla delstater sina egna lagar som på olika sätt påverkar hur energiborrhål ska utföras, men på de allra flesta håll har man antagit IGSHPA:s standard, som säger att alla hål ska återfyllas.

– Det främsta skälet till att vi återfyller är tekniskt. Det blir lättare att förutsäga hur stor värmeväxlingen blir när vi vet hur stort motstånd vi bygger in och därmed kan vi designa geoenergianläggningarna mer exakt, säger Garen Ewbank till Borrsvängen.

Garen Ewbank är veteran inom geoenergi- och värmepumpsteknik i USA. Han har arbetat inom området sedan 1979 och har ägnat sig mycket åt forskning och utbildning, speciellt när det gäller borrhålsmotstånd, termisk konduktivitet och borrhålslager.

– Jag har gjort flera olika studier som inriktar sig på vad motståndet i borrhålet innebär för värmeväxlingen och vad olika återfyllnadsmaterial ställer för krav både på kollektorns tjockhet och hur lång den behöver vara för att uppnå önskat resultat, säger han.

Ett annat skäl till återfyllning är såklart miljön.

– Vi vill inte att föroreningar vid ytan ska kunna ta sig ner. Dessutom finns det på många håll i USA mycket naturgas i berget och genom att återfylla hålen undviker vi att den frigörs och börjar stiga upp.

Borraren är personligt ansvarig

Lagstiftningen varierar som sagt stort mellan delstaterna.

– Vissa delstater har inga krav alls. På andra håll är det tvärtom: Borraren behöver yrkeslicens och kan hållas personligen ansvarig för alla tänkbara scenarion och händelser som kan kopplas till borrhålet under dess livslängd. Där blir återfyllningen ett sätt för borraren att försäkra sig själv, förklarar Ewbank.

Forskning på olika material

Ända sedan 1976 har amerikanska och även kanadensiska borrare återfyllt sina hål.

– I början tyckte man att det enklaste och mest självklara var att återfylla med det man tog upp, alltså med kaxet. Men vi vet sedan länge att det inte är en bra idé. Utveckling och tester av olika blandningar av återfyllnadsmaterial – grout – har pågått länge och är fortfarande högintressant, säger Garen Ewbank.

Han är själv djupt involverad i olika studier kring hur återfyllnadsmaterialet kan utvecklas och optimeras för bästa prestanda.

– Jag är mycket intresserad av de blandningar som är förstärkta med kolmaterialet grafit. De förbättrar egenskaperna i återfyllningsmaterialet och ger högproduktiva hål med lågt motstånd.

Återfyllning – Tyskland: Utvecklar återfyllningen med hjälp av Sverige

I Tyskland krävs återfyllning av alla geoenergibrunnar.

– Vår överordnade lagstiftning, som närmast kan översättas med ”vattenhushållningslagen”, är federal men tillämpas delstatligt. Samtliga 16 tyska delstater kräver återfyllnad från botten och upp. Det som kan skilja är till exempel kraven på dokumentation av vilket material man använder, säger Burkhard Sanner till Borrsvängen.

Burkhard Sanner, tysk forskare och veteran inom geoenergi.

Burkhard Sanner är geolog och har arbetat med geoenergi i Tyskland sedan 1985, både som forskare och med praktiska tillämpningar. Sedan 2004 arbetar han med forskning och utveckling samt design av geoenergi vid företaget UBeG GbR i Wetzlar. Han leder kurser och utbildningar i geoenergi och är initiativtagare till standarden VDI 4640, som är den tyska ingenjörsföreningens riktlinjer för hur geonergianläggningar ska utföras. Riktlinjerna uppdaterades så sent som i fjol med ett nytt avsnitt, som helt handlar om återfyllning.

– Det har skett en hel del utveckling när det gäller det material – grout – som används vid återfyllning av geoenergi-brunnar. Från början användes bara en blandning av bentonit och cement, som är lätt att pumpa. Men det resulterade i energibrunnar med låg energiöverföring, säger han.

Forskar på nya blandningar

– Vi arbetar sedan flera år med att ta fram delvis nya fyllnadsmaterial där vi adderar komponenter som ökar den termiska konduktiviteten – värmeledningsförmågan– och därigenom gör geoenergin mer konkurrenskraftig. Vi vill också gärna ersätta bentoniten med någon annan stabilisator, eftersom bentonit kan kollapsa om den fryser och då förlorar sin tätande förmåga.

När det gäller att höja konduktiviteten har flera lyckade försök gjorts, först med kvartssand eller kvartspulver och senare också med kolmaterialen grafit och grafen.

– De försök som har gjorts visar att blandningar med grafit eller grafen har stor potential. De blandningar som finns på marknaden idag når 2 W/mK. Målet är 3 W/mK, det vill säga något högre än i grundvattenfyllda borrhål. Det görs bland annat tester på detta i Sverige, utförda av RISE. Tester ska också göras här i Tyskland och även i Spanien testar man olika blandningar av grout sedan en tid – än så länge dock bara i grunda hål på omkring 15 meter.

Coronan är en käpp i hjulet

En försvårande omständighet för testverksamheten är den rådande situationen kring coronapandemin, med stängda gränser och svårigheter att ordna transporter.

– Materialen i de groutblandningar man vill testa kommer från olika håll i hela Europa, så för närvarande är tyvärr stora delar av testverksamheten i stiltje, säger Burkhard Sanner.

Klen marknad

De generella återfyllnadskraven, som alltså är lag inte bara i Tyskland utan i stora delar av Europa, innebär att marknaden för geoenergi är betydligt sämre än i till exempel Sverige.

– Återfyllning kostar både i material och tid och får man då dessutom sämre prestanda i anläggningen så förstår man att konkurrensen mot bland annat kol och gas är mycket tuff. Men vi arbetar vidare och målet är en grout som ger samma eller till och med bättre värmeväxling än ni har i de öppna, vattenfyllda energibrunnarna i Sverige, säger Burkhard Sanner.

Text: Jörgen Olsson.

Återfyllning – SGU: Föroreningar ökar behovet

Återfyllning är en bra möjlighet att få tillstånd att borra energibrunnar på platser där kommunen annars hade sagt nej. Det menar Mattias Gustafsson, statsgeolog på SGU.

– Tidigare var det nog vanligare att kommunerna reflexmässigt sa nej. Nu är det vanligare att man ger tillstånd med krav på återfyllning.

I Normbrunn -16 finns en sida om återfyllning av borrhål. Här skriver SGU att energibrunnar är den typ av borrhål som utgör den största potentiella risken för grundvattnet, då dess vatten inte dricks och därmed inte blir kontrollerat.

”Där ett borrhål utgör risk för negativ påverkan på ett grundvattenmagasin kan återfyllning eller andra tätningsåtgärder vara nödvändiga”, skriver SGU.

De traditionellt vanliga fallen rör borrning i vattenskyddsområde nära en grundvattentäkt och i kustnära områden med risk för saltvatteninträngning. Även i områden med risk för negativ påverkan på grundvattnet från oönskade mineraler som i alunskiffer kan återfyllning behövas. Den typ av fall som ökar mest gäller dock borrning i förorenad mark.

Mattias Gustafsson, statsgeolog SGU.

– Marknaden för energiborrning växer mest med större anläggningar för exempelvis kommersiella byggnader. Då hamnar man allt oftare i förorenad industrimark. Här kan återfyllning bli ett krav från kommunen för att minska risken att man sätter föroreningarna i rörelse. Här ser vi ett ökat behov av att återfylla borrhål, säger Mattias Gustafsson.

Större acceptans

I vattenskyddsområden kan återfyllning vara ett starkt argument att få borra en energibrunn.

– Min känsla är att det råder en allt större acceptans för återfyllning och att det är en lösning som gör att parterna kan enas, istället för att det inte blir någon energibrunn alls.

Mattias Gustafsson menar att en energibrunn i sig kan vara positiv för vattenskyddsområdet, då en geoenergianläggning kan ta bort behovet av transporter i området om den till exempel ersätter en pelletspanna.

– Alla transporter utgör en risk för utsläpp av drivmedel vid en olycka i ett vattenskyddsområde.

Restriktiva i primärzonen

Ibland är SGU remissinstans inför kommunernas beslut om borrningar i vattenskyddsområden. Mattias Gustafsson har tittat på myndighetens remissvar de senaste åren.

– I den primära skyddszonen är vi generellt restriktiva till borrning. I den sekundära zonen har vi i princip alltid svarat att vi anser att det går bra att borra, men med krav på någon form av återfyllning. Min känsla är att också kommunerna själva allt oftare säger ja till borrning mot att man kräver återfyllning.

Inget egenvärde

SGU har ingen egentlig synpunkt på om borrhålet ska återfyllas helt eller om det räcker med delvis återfyllning.

– Det viktigaste för oss är att man återfyller från botten av riskområdet och uppåt. Det finns inget egenvärde i att återfylla ett helt borrhål. Det räcker att den del där det finns risker återfylls.

SGU har heller inga generella synpunkter på vilket material som används. Valet måste avgöras av de specifika förhållandena på platsen och syftet med återfyllningen, säger Mattias Gustafsson.

– Huvudsaken är att det blir tillräckligt tätt i förhållande till den miljö man är i och vad man vill uppnå. Här måste vi kunna förlita oss på utförarens fackmannamässighet, vi vill inte peka ut det ena eller andra materialet. Det viktiga är att brunnsborraren väljer rätt material utifrån vad som ska återfyllas och varför.

Text: Lars Wirtén, Foto: Aline Lessner.

Återfyllning – Miljöbalkens hänsynsregler styr villkoren

Magnus Berg, Nordic Law.

Kan kommunen kräva att en energibrunn återfylls som villkor för ett tillstånd?
Absolut. Om kostnaden för åtgärden står i proportion till nyttan.

– Men i de flesta fall får man nog inte framgång i att överklaga ett sådant beslut, säger Magnus Berg, advokat på Nordic Law, inriktad på miljörätt.

Ytterst är det miljöbalken som styr kommunens och länsstyrelsens möjlighet att kräva återfyllning. Här slår de så kallade hänsynsreglerna fast att alla som bedriver en verksamhet eller ska vidta en åtgärd, ska förebygga, hindra och motverka skada eller olägenhet för människors hälsa eller miljön. Man ska också skaffa sig den kunskap som behövs för detta. Här kommer rekommendationer från olika så kallade sektorsmyndigheter in i bilden, i det här fallet SGU och dess Normbrunn -16.

– Dessa rekommendationer har tung inverkan på vad som anses vara skälig hänsyn, säger Magnus Berg.

Kan överklaga

Enligt Normbrunn -16 kan ett borrhål under vissa förutsättningar utgöra en risk för påverkan på ett grundvattenmagasin. Den största risken finns, enligt SGU, i energibrunnar eftersom vattnet inte dricks och därmed kontrolleras. Om kommunen gör bedömningen att dessa förutsättningar finns vid en anmälan om tillstånd, då har den rätt att lämna villkor och föreskrifter för borrningen med hänvisning till miljöbalkens hänsynsregler.

– Tycker man att det är för hårda krav, då kan man överklaga villkoren med motiveringen att de risker som beskrivs i Normbrunn -16 inte finns på den specifika platsen. Kanske kan man påvisa att det saknas skäl till återfyllning, men jag skulle säga att i de flesta fall lyckas man inte få bort sådana villkor om brunnen ligger i ett vattenskyddsområde och geologin är besvärande, säger Magnus Berg.

Inte orimlig

Det finns även en annan möjlighet. Enligt miljöbalken ska kraven som ställs enligt hänsynsreglerna inte vara orimliga att uppfylla.

– Om kostnaden inte står i rimlig proportion till nyttan, då ska man inte behöva utföra åtgärden, förklarar Magnus Berg och fortsätter:

– Ett alternativ kan vara att istället ålägga fastighetsägaren att ta regelbundna vattenprover för att visa att grundvattnet inte har påverkats. Det kan bli billigare än att återfylla.

Möjligheten att kommunen eller länsstyrelsen kan kräva återfyllning bör finnas med i brunnsborrarens avtal med beställaren, påpekar Magnus Berg.

– Det är viktigt att flagga för alla eventuella merkostnader redan i offerten. Ha med en standardformulering i offerten att det kan tillkomma kostnader om kommun eller annan myndighet kräver extra åtgärder som villkor för tillstånd. Annars kan det bli svårt att få betalt för extrakostnaden.

Det här säger hänsynsreglerna i miljöbalken

2 §   Alla som bedriver eller avser att bedriva en verksamhet eller vidta en åtgärd skall skaffa sig den kunskap som behövs med hänsyn till verksamhetens eller åtgärdens art och omfattning för att skydda människors hälsa och miljön mot skada eller olägenhet.

3 §   Alla som bedriver eller avser att bedriva en verksamhet eller vidta en åtgärd skall utföra de skyddsåtgärder, iaktta de begränsningar och vidta de försiktighetsmått i övrigt som behövs för att förebygga, hindra eller motverka att verksamheten eller åtgärden medför skada eller olägenhet för människors hälsa eller miljön. I samma syfte skall vid yrkesmässig verksamhet användas bästa möjliga teknik.
Dessa försiktighetsmått skall vidtas så snart det finns skäl att anta att en verksamhet eller åtgärd kan medföra skada eller olägenhet för människors hälsa eller miljön.

6 §   För en verksamhet eller åtgärd som tar i anspråk ett mark- eller vattenområde ska det väljas en plats som är lämplig med hänsyn till att ändamålet ska kunna uppnås med minsta intrång och olägenhet för människors hälsa och miljön.

7 §   Kraven i 2-5 § och 6 § första stycket gäller i den utsträckning det inte kan anses orimligt att uppfylla dem. Vid denna bedömning ska särskild hänsyn tas till nyttan av skyddsåtgärder och andra försiktighetsmått jämfört med kostnaderna för sådana åtgärder.

Återfyllning – Motala Kommun ändrade beslut efter dialog

Motala kommun krävde återfyllning av en energibrunn som Finspångs Brunnsborrning, FBB, fått i uppdrag att borra i ett vattenskyddsområde. För dyrt, konstaterade FBB. Efter dialog med kommunen ändrade miljö- och hälsoskyddsförvaltningen beslutet till att endast omfatta partiell återfyllnad.

I ett vattenskyddsområde har skydd av en befintlig eller framtida dricksvattentäkt högsta prioritet. Det kan leda till begränsningar för flera olika typer av anläggningar och verksamheter, bland annat att anlägga energibrunnar. Orsaken är oro för att vattnet i energibrunnen får kontakt med grundvattenmagasinet och därmed riskerar att förorena det.

– Vi har tre grundvattentäkter i kommunen, varav en ligger i ett beslutat vattenskyddsområde, Tjällmo. Det var här den aktuella energibrunnen borrades varför vi ville att den skulle återfyllas partiellt, berättar Åsa Ståhlkloo, processingenjör på Tekniska serviceförvaltningen Vatten, som är huvudman för kommunens vatten- och avloppsverksamhet.

Åsa Ståhlkloo, Motala kommun.

Ändrade yttrandet

Det är miljö- och hälsoförvaltningen som är myndighetsutövare och därmed tar besluten i den här typen av frågor. Men som huvudman är tekniska service-förvaltningen en tung remissinstans. Efter att ha bjudit in FBB till dialog ändrade förvaltningen sitt yttrande och förordade partiell istället för fullständig återfyllning, vilket också blev beslutet.

– Huvudsaken är att vi skyddar vår dricksvattentäkt. Den ligger i en grustäkt på endast 10-20 meters djup. På detta djup var det nödvändigt att återfylla så att det inte finns något som riskerar att förorena grundvattnet. Men den del av brunnen som ligger under grustäkten kan vi inte se ska påverka grundvattnet negativt, förklarar Åsa Ståhlkloo.

Gränsfall

Men det är inte bara inom ett vattenskyddsområde kommunen kan besluta om krav på återfyllning. Just nu har Åsa Ståhlkloo ett ärende på sitt bord med en ansökan om att borra just utanför vattenskyddsområdet i Tjällmo.

– I det fallet kan vi ändå hänvisa till skyddet av grundvattentäkten. I just det fallet finns dessutom planer på att ändra gränsdragningen av vattenskyddsområdet så att fastigheten hamnar innanför. Det är därför ett gränsfall hur vi kommer att bedöma det.

Fåtal ärenden

Åsa Ståhlkloo ser inte beslutet om återfyllning i Tjällmo vattenskyddsområde som vägledande i juridisk mening.

– Men det kommer ändå utgöra en hjälp när vi ska yttra oss framöver i liknande fall.

Svenskt Geoenergicentrums rekommendationer kommer vara ett stöd för kommunen till kommande yttranden.

– Det är alltid svårt med sällanärenden. Det kanske rör sig om en eller ett par fall om året, så det är väldigt bra att vi får mer vägledning.

Efterlyser tillsyn

Åsa Ståhlkloo efterlyser en noggrann uppföljning och rapportering av återfyllda brunnar.

– Vi skulle vilja ha tillsyn på utförandet så att vi vet att det har skett på rätt sätt. Det är viktigt att det blir rättvist och konkurrensneutralt för brunnsborrarna. En seriös brunnsborrare ska inte behöva riskera att en konkurrent tar chansen att strunta i beslutet eller återfylla slarvigt för att därmed kunna erbjuda ett lägre pris till kunden.

Text: Lars Wirtén, foto: Privat.

Återfyllning – Därför behövs mer kunskap om återfyllning

– Grundprincipen vid borrning i Sverige är öppna borrhål. Det är bättre ur många aspekter. Däremot har vi vissa områden där det kan finnas fog för att återfylla, helt eller delvis. Framför allt i områden med speciella geologiska förutsättningar eller i skyddsområden.

Generellt tycker jag att vi ska se återfyllning som en ökad kunskap och möjlighet för branschen.

Så säger Johan Barth, hydrogeolog vid Borrföretagens kansli.

– Man ska se återfyllning och särskilt partiell återfyllning som ett hjälpmedel att kunna utföra energibrunnar i speciella områden, till exempel i ett vattenskyddsområdes sekundära zon. Hel eller partiell återfyllning eliminerar de problem som djupt liggande och oönskat grundvatten kan ge. Det blir en möjlighet att utföra energiborrningar på områden där det tidigare inte har getts tillstånd, vilket ger fler möjlighet att dra nytta av geoenergins fördelar och skapar fler uppdrag för vår bransch.

I de riktlinjer för återfyllning som Svenskt Geoenergicentrum tagit fram rekommenderas särskilt partiell återfyllning.

– Vi ska vara rädda om det söta grundvattnet och en partiell tätning på rätt djup blockerar den vertikala hydrauliska koppling som borrhålet kan åstadkomma, säger Johan Barth och fortsätter:

– Att i ett område göra en vattenbrunn till 100 meters djup med god kvalitet är inget ovanligt. Men det är inte bra att sedan borra en 200 meter djup energibrunn kanske bara 20 meter därifrån, om det finns dåligt grundvatten på djupet.

Mer kunskap behövs

Johan Barth menar att kunskapen om partiell återfyllning idag är ganska dålig. Få svenska brunnsborrare har särskilt stor erfarenhet av metoder och ännu sämre är kunskapsläget hos beslutsfattare ute i kommunerna.

– Det görs en del hela återfyllningar, till exempel i sekundär zon och i andra skyddsvärda geologier och områden. Men ryggmärgsreaktionen hos kommunerna är att säga nej. Dock visar vår erfarenhet att efter en dialog där vi får tillfälle att förklara tekniken, så ger man tillstånd. Jag tror att krav på återfyllning – hel eller partiell – kommer att bli vanligare. Dels därför att det borras allt mer för geoenergi, dels i takt med att kunskapen om metoderna ökar, både hos bransch och beslutsfattare.

Johan Barth uppmanar branschen att ta till sig riktlinjerna och framför allt de metoder som gäller kring partiell återfyllning:

– Det är egentligen ingenting konstigt. Visar klorid- eller konduktivitetsmätningen saltvatten på en viss nivå så löser man det snabbt genom att ha plugg och bentonitpellets i beredskap.

Text: Jörgen Olsson, Illustration: Svenskt Geoenergicentrum & Geostrata.

Återfyllning – Partiell tätning är att föredra

– Vi gör bedömningen att vid de allra flesta borrningar där återfyllning över huvud taget blir aktuellt, kommer man att klara sig med partiell tätning med bentonitpellets. Det är ett utmärkt sätt att få ett fullgott skydd med bibehållen prestanda, men kräver såklart att man noga bedömer de förhållanden som råder i det specifika borrhålet, säger Joakim Hjulström, teknisk kommunikatör på Borrföretagen.

Han ger ett antal generella exempel på olika geologier där partiell tätning kan bli aktuell och hur den i så fall ska utföras.

– Borrhålet kan skapa hydraulisk kontakt mellan två olika grundvattenmagasin, till exempel i en formation där man har två sandstenslager åtskilda av en tät lerskiffer. Det återställer man genom en partiell tätning på det djupet där lerskiffern finns. Då gäller det att vara uppmärksam när man borrar och hålla noga koll på kaxet. Man avgör med ganska stor noggrannhet var olika geologiska formationer ändrar sig, åtminstone med någon meters marginal och med en tätning på cirka fem meter är man normalt på den säkra sidan.

En annan typisk formation är att två sprickzoner i kristallint berg åtskiljs av tätt berg.

– Borrningen kommer att sätta de båda sprickzonerna i förbindelse med varandra och det löser man genom att sätta en tätning på några meter någonstans i det täta berget. Även här gäller det alltså att vara uppmärksam under borrningen och notera sprickzonernas lägen och på vilket djup det täta berget finns, säger Joakim Hjulström.

Några hydrogeologiska situationer när partiell tätning kan tillämpas. A. Två akviferer (grundvattenmagasin) med olika hydrostatiskt tryck får grundvatten att flöda genom borrhålet från den ena akviferen till den andra. Detta förekommer främst mellan sandstenar i sedimentär berggrund. B. Samma sak som A, men nu mellan olika sprickzoner i fast eller kristallint berg. Detta förekommer ibland i närheten av tektoniska zoner. C. Salt eller bräckt vatten från djupare sprickor tränger upp genom hålet och kan sprida sig i ytnära sprickor. Risken uppstår i de fall det finns vattenbrunnar i området som sänker grundvattennivån i de ytnära sprickorna. D. En vattenförande sprickzon påträffad som har ett hydrostatiskt tryck som når över marknivån. Detta artesiska grundvatten gör att brunnen rinner över. Detta förekommer oftast i dalgångar eller låg terräng som omgärdas med markant högre liggande omgivning.

Saltvatten och föroreningar

Saltvatten är en annan faktor som kan kräva partiell återfyllning.

– Saltvattnet är ju tyngre och återfinns normalt djupt nere. Genom de konduktivitets- eller kloridmätningar som ska utföras enligt Normbrunn 16 märker man var det salta vattnet uppträder och kan sedan blockera det genom en tätning ett antal meter ovanför.

I områden där det finns föroreningar i marken, som inte få nå ner till grundvattnet, fungerar också partiell återfyllning.

– Här tätar man av den övre delen av borrhålet. Pluggen monteras ca fem meter under borrskon och pelletsen fylls upp till någon meter i foderröret, säger Joakim Hjulström. Det avskärmar borrhålet från att få kontakt med markytan via eventuella ytliga sprickor i berggrunden och kan vara särskilt användbara på platser med tunt jordtäcke.

Fördelar med pellets

Själva metoden går ut på att man fäster någon typ av stopp på kollektorn och ovanpå detta fyller på med några meter bentonitpellets.

– Stoppet kan antingen vara en plugg med svällande gummi eller trattformad anordning av plast som spänner ut mot borrhålets väggar. Ovanpå stoppet fyller man på med bentonitpellets medan man monterar kollektorn. Genom att inte hela borrhålet fylls med tätande material bibehålls de små grundvattenrörelser som är så gynnsamma för energiöverföringen. En partiell återfyllning ger heller inte alls den belastning på kollektorn som uppstår vid fullhålsåterfyllning.

Text: Jörgen Olsson, Illustrationer: Svenskt Geoenergicentrum & Geostrata.