Jökull


Jökull - 01.12.2007, Blaðsíða 73

Jökull - 01.12.2007, Blaðsíða 73
Instruments and methods A hot water drill with built-in sterilization: Design, testing and performance Thorsteinn Thorsteinsson1, Sverrir Óskar Elefsen1!, Eric Gaidos2, Brian Lanoil3, Tómas Jóhannesson4, Vilhjálmur Kjartansson1, Viggó Þór Marteinsson5,6,!!, Andri Stefánsson7 and Thröstur Thorsteinsson7 1Hydrological Service, Orkustofnun (National Energy Authority), Grensásvegi 9, IS-108 Reykjavík, Iceland 2 Department of Geology and Geophysics, University of Hawaii, Honolulu, Hawaii 96822, USA 3 Department of Environmental Sciences, University of California, Riverside, California, USA 4 Icelandic Meteorological Office, Bústaðavegi 9, IS-150 Reykjavík, Iceland 5 Environment and Food Agency, Suðurlandsbraut 24, IS-108 Reykjavík, Iceland 6 Prokaria, Gylfaflöt 5, IS-112 Reykjavík, Iceland 7 Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Sturlugötu 7, IS-101 Reykjavík, Iceland * Now at: Hönnun Consulting Engineers, Grensásvegi 1, IS-108 Reykjavík, Iceland ** Now at: Matís ohf., Skúlagötu 4, IS-101 Reykjavík, Iceland thor@os.is Abstract – A hot water drilling system designed to penetrate to subglacial lakes with a minimum risk of bio- logical contamination has been built and tested. The system uses a heat exchanger to melt snow in a plastic container and the meltwater is pumped through filters and a UV sterilization unit before entering a high pres- sure pump and heater. The drill hose is made of synthetic rubber and reinforced with high-tensile steel braids. The drill stem is made of stainless steel and is fitted with an exchangeable nozzle. The flow rate of the drilling water at full load is 450 l/hr. The drilling speed set by a winch can be varied between 1.5 mm/s and 1.5 cm/s. In tests of the sterilization efficiency of the system using snow and tap water spiked with bacteria, reduction of cell counts and attenuation of colony forming units to undetectable levels in the drilling water has been achieved. Calculations of heat loss in the drilling hose indicate that the temperature at the drill stem drops from 90 !C at the surface to 33!C at 300 m depth; the typical thickness of ice-cover above subglacial lakes in the Vatnajökull ice cap, Iceland. Assuming a drilling speed of 25 m/hr the drill can produce a 300 m deep borehole with a minimum diameter close to 10 cm in 12 hours. INTRODUCTION Hot water drilling in ice is a standard method in glaciological research (Taylor, 1984; Iken et al., 1989; Hubbard and Glasser, 2005 and references therein), but its use in drilling to subglacial lakes has so far only been carried out in Iceland. There, geothermal and volcanic systems beneath temperate ice caps sustain ice-covered lakes that regularly drain in jökulhlaups (Björnsson, 2002). Lake Grímsvötn, a lake beneath the Vatnajökull ice cap, was first accessed with a hot water drill in 1990 (Björnsson, 1991) and during a drilling operation in 1991 the lake temperature was JÖKULL No. 57 71
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.