Το παρόν βιβλίο πραγματεύεται αντικείμενα που διδάσκονται στο μάθημα του τμήματος Μηχανικών Ορυκτών Πόρων του Πολυτεχνείου Κρήτης, ΜΟΠ 409, Γεωτρήσεις δειγματοληψίας και υδρογεωτρήσεις, που δίδεται στο 7ο εξάμηνο. Καλύπτει τις λεγόμενες \'αβαθείς γεωτρήσεις\' που κατασκευάζονται κατά κανόνα σε βάθη μικρότερα των 1000 m με εξαίρεση τις γεωτρήσεις γεωθερμίας που μπορεί να φθάνουν και σε μεγαλύτερα βάθη, σε αντιδιαστολή βέβαια των γεωτρήσεων υδρογονανθράκων που καλύπτουν βάθη μερικών χιλιομέτρων. Είναισυμπληρωματικό των σημειώσεων που δίδονται στο μάθημα ΜΟΠ 509, Τεχνική Γεωτρήσεων, που πραγματεύονται τις τεχνικές γεωτρήσεων και την μηχανική των γεωτρήσεων για τις πολύ απαιτητικές γεωτρήσεις υδρογονανθράκων.

Οι βασικές κατηγορίες των γεωτρήσεων που πραγματεύεται το βιβλίο αυτό είναι οι γεωτρήσεις δειγματοληψίας για μεταλλευτική, γεωτεχνική και περιβαλλοντική έρευνα, οι υδρογεωτρήσεις, οι γεωτρήσεις γεωθερμίας και ειδικές γεωτρήσεις για θέματα επιστημονικού ενδιαφέροντος αλλά και γεωτρήσεις σε ενεργά ρήγματα.

To πρώτο κεφάλαιο περιέχει τους κανονισμούς ασφαλείας για την διενέργεια γεωτρήσεων σύμφωνα με τον κανονισμό μεταλλευτικών και λατομικών εργασιών. Το δεύτερο κεφάλαιο καλύπτει τις γεωτρήσεις δειγματοληψίας για μεταλλευτική έρευνα. Περιέχει τους τύπους και τα μέρη των γεωτρυπάνων, τα κοπτικά άκρα, εκτενή αναφορά στους δειγματοσυλλέκτες και περιγράφει τα όργανα αλίευσης. Ακολουθούν οι περιγραφές των τεχνικών γεωτρήσεων (συμβατικής και με συρματόσχοινο - wireline). Διαπραγματεύεται τους παράγοντες επίδρασης του ρυθμού διάτρησης και την επιλογή των κοπτικών άκρων. Περιγράφει μέτρα βελτίωσης της πυρηνοληψίας με αναφορά στο RQD και την αποθήκευση των πυρήνων ενώ δίδονται στοιχεία κόστους των γεωτρήσεων δειγματοληψίας για μεταλλευτική έρευνα.

Το τρίτο κεφάλαιο πραγματεύεται τις γεωτρήσεις δειγματοληψίας για γεωτεχνικές εφαρμογές με αναφορές στους στόχους της δειγματοληψίας και στις απαιτούμενες ιδιότητες των δειγμάτων. Περιγράφονται οι τεχνικές δειγματοληψίας με ελικοφόρους δειγματολήπτες, με δειγματολήπτη λεπτών τοιχωμάτων (Shelby tube), με εδαφολήπτη διαιρετού τύπου, εδαφολήπτη εμβόλου και Pitcher και περιγράφει τον εδαφολήπτη Denison. Δίδονται στοιχεία για την επιλογή της θέσης και του βάθους των δειγματοληψιών, τα διαστήματα δειγματοληψίας. Γίνεται ειδική αναφορά στα συστήματα απευθείας ώθησης και ιδιαίτερα στο σύστημα SPT και στην δοκιμή κωνικού διεισδυομέτρου (CPT).

To τέταρτο κεφάλαιο αφορά στις γεωτρήσεις διατρημάτων (blasthole drilling), στις τεχνικές διάτρησης, στα γεωτρύπανα, στα νέα συστήματα διατρήσεων και στις διαμέτρους οπής διατρημάτων. Το πέμπτο κεφάλαιο αναφέρεται στις καταγραφές των γεωτρήσεων ενώ το έκτο κεφάλαιο αναφέρει μερικά από τα προβλήματα των γεωτρήσεων. Το κεφάλαιο επτά περιγράφει υποθαλάσσιες δειγματοληψίες δίδοντας μερικά παραδείγματα.

Το όγδοο κεφάλαιο έχει εκτενή αναφορά στις υδρογεωτρήσεις όπου παρουσιάζονται τα βασικά στοιχεία της υδρογεώτρησης, τα χρησιμοποιούμενα γεωτρύπανα και τα κοπτικά άκρα, τα γεωτρητικά ρευστά (αέρας, νερό-πολφός, αφρός). Περιγράφονται εκτενώς οι τεχνικές γεώτρησης, κρουστική, περιστροφική με πολφό ή αέρα, με ανάστροφη κυκλοφορία ρευστού, σύστημα με αφρό, κρουστική με σφύρα στο υπέδαφος. Αναλύεται η ολοκλήρωση και η ανάπτυξη των υδρογεωτρήσεων ενώ δίδονται οι προδιαγραφές κατασκευής υδρογεώτρησης (σύμφωνα με το ΦΕΚ) και το πρότυπο τεύχος δημοπράτησης. Το κεφάλαιο κλείνει με την παράθεση άρθρου σχετικά με τεχνικές βελτίωσης ανόρυξης υδρογεωτρήσεων και με μετρήσεις στο πεδίο όπου αναφέρονται επιπρόθετες τεχνικές βελτίωσης.

Το ένατο κεφάλαιο αφορά στις γεωτρήσεις δειγματοληψίας για περιβαλλοντικούς σκοπούς. Αναφέρονται τα χαρακτηριστικά των δειγμάτων και περιγράφονται εκτενώς οι νέες τεχνικές, με έμφαση στην δονητική τεχνική που κερδίζει έδαφος σε χώρες του εξωτερικού. Γίνεται επιπλέον αναφορά στα συστήματα απευθείας ώθησης για δειγματοληψίας για περιβαλλοντικούς σκοπούς, όπως το κωνικό διεισδυόμετρο και το περιστροφικό σύστημα σφύρας.

Το δέκατο κεφάλαιο πραγματεύεται τις γεωτρήσεις γεωθερμίας με αναφορά στις κατηγορίες γεωτρήσεων, στο σχεδιασμό των γεωτρήσεων, στο κόστος, με μία επισκόπηση για τις υδροθερμικές γεωτρήσεις. Παρατίθενται στοιχεία από γεωτρήσεις γεωθερμίας στην Ελλάδα τα τελευταία 25 χρόνια (αριθμός, βάθος, κόστος, θερμοκρασίες) μετά από πρόσφατη έρευνα μας και καταλήγει στην προτροπή για την αξιοποίηση των πλούσιων γεωθερμικών πεδίων της χώρας μας.

Το ενδέκατο κεφάλαιο έχει εκτενή αναφορά στα ρευστά γεωτρήσεων, στους σκοπούς, στις απαιτούμενες ιδιότητες (πυκνότητα, ρεολογία, διήθηση), στα χρησιμοποιούμενα πρόσθετα, στις μετρήσεις για τις ιδιότητες των πολφών και στα όργανα που χρησιμοποιούνται, δίδει υπολογισμούς για απαιτούμενες παροχές αέρα ή πολφού και για τον απαιτούμενο όγκο πολφού. Γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στα ρευστά γεώτρησης που χρησιμοποιούνται στις γεωτρήσεις δειγματοληψίας και στα μέτρα που λαμβάνονται για την βέλτιστη ανάκτηση πυρήνων.

Το δωδέκατο κεφάλαιο αφορά στην πρόβλεψη της διατρησιμότητας των πετρωμάτων, τόσο για δειγματοληψίες όσο και για κανονικές γεωτρήσεις, είτε υδρογεωτρήσεις είτε γεωτρήσεις υδρογονανθράκων, είτε γεωτρήσεις γεωθερμίας που θα επιτρέψει την βελτιστοποίηση της διαδικασίας. Είναι μία πάρα πολύ δύσκολη υπόθεση και έως σήμερα δεν έχει υπάρξει μία επιτυχημένη μεθοδολογία που θα μπορούσε να προσομοιώσει την διαδικασία της γεώτρησης με μεγάλη επιτυχία και που να ισχύει στις περισσότερες των περιπτώσεων. Το συγκεκριμένο κεφάλαιο αποτελεί μία προσπάθεια προσέγγισης στο θέμα αυτό με μία επισκόπηση του τι γίνεται και του τι έχει προταθεί στο παρελθόν και προτείνεται μία διαδικασία που θα μπορούσε να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση του φαινομένου της διάτρησης αλλά και θα μπορούσε ίσως να δώσει κατευθύνσεις στο θέμα της μοντελοποίησης της διαδικασίας.

Το δέκατο τρίτο κεφάλαιο πραγματεύεται τις ειδικές γεωτρήσεις και αφορά στις γεωτρήσεις δειγματοληψίας για επιστημονικούς σκοπούς. Περιγράφει τις πολλές καμπάνιες που έχουν γίνει παγκοσμίως για πολύ βαθιές γεωτρήσεις δειγματοληψίας στη στεριά αλλά και στη θάλασσα, σε πάγο αλλά και στο διάστημα, δειγματοληψία σε ρήγματα, όπως στο San Adnreas αλλά και στο ρήγμα Αιγίου και τις γεωτρήσεις που έχουν γίνει πλησίον ηφαιστείων.

(από τον πρόλογο του συγγραφέα)