Jökull


Jökull - 01.12.2007, Síða 73

Jökull - 01.12.2007, Síða 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
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.