水井成井工艺(最新ppt)

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1、水井成井工艺 Completing Water Wells,内 容,0. 水井成井工艺 井管 冲孔、排渣、换浆与探孔 下管 填砾 止水 洗井 抽水 增产,思 考,水井成井包括哪些程序？ 为什么要洗井？ 有哪些增产措施？,水井成井工艺包括： 钻孔结束后冲孔、换浆、安装井管、填砾、止水、洗井和试抽等工艺过程; 成井目的: 有选择地疏通和封闭含水层： 将含水层（目的层）的水经过疏通而使其能够自由地流入井内； 封闭或隔离非目的层，以防止地下含水层的水互相串通或污染含水层。,0. 水井成井工艺,1. 井 管,井管：由井壁管、过滤管和沉淀管等三部分组成。 井壁管：内径应满足抽水设备的安装和正常抽水要求，若

2、采用深井泵抽水时，安装泵管的井管内径应大于泵外径约50mm。 过滤管：安装长度一般与含水层厚度大体一致，厚度超过30m时，可选用20-30m安装在主要含水层处；若含水层透水性很差时，可适当加长（观测孔采用2-3m即可）；直径根据出水量确定。 沉淀管：应与相连的过滤管同径，安装长度一般为4-6m。,1.1 井管连接 井管采用丝扣或电焊连接，若使用其它方法连接时，应保证接头不错动或渗漏； 井管连接成管柱后，轴心线应一致； 管柱底端和过滤管部位应装设扶正器，确保管柱处在井孔中心位置。,1.2 井管性能基本要求,具有良好的强度，能承受地层和静水侧压力以及管柱自重产生的拉压力； 能抵抗井水腐蚀，有较好的

3、防腐蚀性能； 无毒、无味，对井水不污染；溶于水中的有害物质含量低于国家规定指标。 管身圆直，端口平整，连接牢固，密封良好，无渗漏、无残缺、无裂纹。,1.3 井管类型及选择 井管类型：铸铁井管，钢质井管，玻璃钢井管，聚氯乙烯井管（PVC）； 井管类型选择：应根据地层、钻孔类型、孔深、孔径、设备能力、水质和经济性等参照表1-1选用。,表1-1 井壁管类型选择,1.4.1 过滤管及要求 滤水管：安装在不稳定的、但要求出水的含水层段，如砂层、岩石碎裂的断层带。保证自由而通畅的流水，阻止砂或碎岩进入井内，即滤水阻砂。,1.4.1 过滤管及要求 要求： 进水面积最大； 足够机械强度； 耐腐蚀； 滤水阻砂能

4、力； 安装方便，成本低廉，取材容易。,1.4 .2 过滤管类型及选择 类型：骨架式滤水管，缠丝过滤管，桥式过滤管，聚氯乙烯（PVC）过滤管，玻璃钢过滤管，贴砾过滤管，笼状过滤，包网过滤管，裸眼过滤管。 选择：应根据含水层类型、水质和孔深，参照表1-2。,1.4.3 骨架式过滤管 骨架式滤水管是一种结构最简单的滤水管; 其结构特点是在各种材料的井管上用钻孔、模压、焊割、铣切等方法，开有圆孔或条缝作为进水通路; 骨架式滤水管除独立用作滤水管外，还常作为其它类型滤水管的骨架; 滤水孔的形状，骨架式滤水管有三种型式。,骨架式-圆孔滤水管结构图,圆孔滤水管，是在井管上利用钻床打眼加工制成。圆孔交错排列，

5、如图所示。 圆孔滤水管的圆孔直径d取决于滤水管的用途。若独立作为滤水管使用时；因滤水管直接与含水层颗粒接触，故d取决子含水层颗粒的大小及其均匀度，一般常为1-20mm左右。若作为其它类型滤水管的骨架，则d可取大些。孔间距a决定于d，一般 a=(2.5-3.0)d . 钢质滤水管可制成孔隙率在30以上，铸铁滤水管可在23左右，石棉水泥滤水管则在15-16%。 结构简单，加工容易，孔隙率较大，抗压强度大，适用于破碎带或含砂量不大于10%的卵砾石的含水层中。,骨架式-2 条缝滤水管的条缝形式图,条缝的宽度取决于含水层的粒度，其标准宽度为: 2.0, 2.5, 3.0, 4.0mm。长度一般为150m

6、m，各排条缝之间的距离为10-20mm。 孔隙率较圆孔大，应用范围较广：粗砂，砾石，破碎带等含水层中，也可以做为其它类型滤水管的骨架。,条缝式滤水管是在井管的管坯上采用模压，冲压，铣切或气割等方法加工而成。,筋条滤水管：是在滤水管两接头间焊以直径为10-16mm的钢筋或三角形的钢条。围成圆柱形，长约3-4m。其内每隔一米左右焊一支撑圈，以增加其强度。 筋条滤水管的特点：孔隙率大，可达40-60。过水能力强，叉节省材料，在国外筋条滤水管主要用于贴砾滤水管的骨架和缠丝滤水管的骨架。单独使用筋条滤水管的地层，是涌水量大而薄的、富有开采价值的含水层。如裂隙、溶洞等。,筋条滤水管 1-短管；2-筋条；3

7、-支撑圈,1.4.4 缠丝滤水管是在骨架滤水管外缠以金属丝而成。倘若骨架管是圆孔滤水管或条缝滤水管，为使水流通畅在管外每隔40-50mm焊上直径6mm的垫筋，然后再缠金属丝； 金属丝的断面可以是梯形，圆形或三角形，以梯形为好； 缠丝时，梯形上底向内，下底向外，使滤水孔断面呈V”形。这种滤水孔既可减少砂粒堵塞，又有高的过水效率。,缠丝滤水管 1-钢筋；2-梯形滤水丝,1.4.5 包网滤水管 钢丝网，铜丝网，不锈钢 丝网，聚氯乙烯塑料网； 水文地质勘探临时抽水。,包网滤水管 1-骨架管；2-钢筋；3-包网,1.4.6 砾石滤水管 根据含水层颗粒，在骨架管和含水层之间充填砾石； 骨架管：骨架滤水管、

8、缠丝滤水管或特制。 预制- 筐状砾石滤水管和带罩砾石滤水管 填料-人工填砾，操作简单，在我国使用普遍,砾石滤水管 A-填充式；B-筐状砾石滤水管；C-带罩砾石滤水管 1-滤水管骨架或网状滤水管；2-砾石填料；3-铁质填砾筐；4-外罩,贴砾滤水管,1.4.7. 贴砾滤水管 将砾料、粘合剂、石膏等物质，按一定比例在模具里加压、固化而成。 特点：透水性好，缩小井径，在细颗粒含水层和深水井中使用。,1.4.8.玻璃钢过滤管 用玻璃纤维交织缠绕成表面呈网状结构的过滤管，有良好的防腐蚀性能，质量轻，强度较大,玻璃钢过滤管,1.4.9. 塑料过滤管 形式多，可以适用不同地层； 成本低，成型快，适用面广； 1

9、.4.10 其它类型滤水管 石棉水泥滤水管，水泥砾石滤水管，炉渣水泥滤水管等，用于农业灌溉井。,1.5 过滤管选择,砂层：缠丝滤水管、贴粒滤水管 裂隙基岩层：骨架滤水管 稳定基岩（稳定溶洞或裂隙地层）：裸眼 选择：应根据含水层类型、水质和孔深，参照表1-2。,表1-2 过滤管类型及选择,续表1-2,续表1-2,2. 成孔后冲孔、排渣、换浆与探孔,下管前的冲孔、排渣、换浆与探孔要求： 应将冲孔钻杆下放到孔底，用大泵量冲孔排碴，待孔内岩碴排净后，将孔内冲洗液的粘度降低至1820s；密度降低到1.1-1.15g/cm3。 若含水层护壁泥皮过厚时，可先用环状钢丝刷在含水层孔壁处上下提拉破坏孔壁泥皮后，

10、再按上述要求进行冲孔、排渣、换浆。 冲孔、排渣、换浆结束后，在下管前应进行探孔，所用探孔器直径比孔径小50-80mm，长度为1.5-2.5m。经探孔确认钻孔圆直、畅通无阻后，才可下管。,下管后填砾前的冲孔排渣换浆： 应采用管底外返水冲洗的方法进行，冲孔钻杆下端应带阻流塞，并使其坐落在沉淀管内的阻流座上，使冲孔液在过滤管以下流出管外冲洗钻孔，岩粉排净后，将孔内泥浆粘度降低至16-18s，密度调至1.03-1.1g/cm3。,3. 下 管,下管准备和基本要求： 下管前应校正孔深，确定下管深度、过滤管长度和安装位置，按下管先后次序将井管逐根丈量、排列、编号、试扣，确保下管深度和过滤管安装位置准确无误

11、。 对井管逐根检查，不符合质量要求者不得下入孔内，过滤管的缠绕丝有错动者应进行修理使符合要求。 对下管设备和工具进行检查，不符合安全要求者不准使用。,3.1 下管准备和基本要求： 下管作业应统一指挥，互相配合，操作要稳要准，井管下放速度不宜太快，中途遇阻时不准猛墩硬提，可适当地上下提动和缓慢地转动井管，仍下不去时，应将井管提出，扫除孔内障碍后再下。 下管期间应保持孔内液面到达孔口，若有下降应及时灌满。 井管下完后，要用升降机将管柱吊直，并在孔口将其扶正、固定。,表3-1 下管方法选择,3.2 下管工艺和操作要求 螺纹连接的井管，丝扣要涂油，连接螺纹要上满拧紧，若螺纹配合不好，丝扣上歪或丝扣损坏

12、时，不得勉强紧扣，要卸开重上或更换。 电焊连接的井管，其两端应车平，并将一端倒角，焊接时，管口内外壁要对平、焊正、焊牢，必要时应采用拉力筋加固。,4. 填砾,填砾是在滤水管与含水层孔壁之间，填入大于含水层砂粒直径的砾石材料，造成一个人工过滤层，以增大出水量。这一工序必须在下完井管后立即进行， 如拖延时间过长，则易造成孔壁坍塌、涌砂、缩径等现象，严重时会造成钻孔报废。因此，必须及时认真做好填砾工作。 在滤水管与孔壁之间形成一个人工过滤层。经过洗井和抽水试验后，使砾料颗粒有规律地进行排列，即由滤水管向外砾料逐渐由大变小，以增大滤水管外的滤水性能，减少进水时的水头损失，可增大单井出水量。 由于人工过

13、滤层的形成，可防止含水层中细小砂砾涌进管内起挡砂滤水作用，故可延长水井使用寿命。 平衡井壁与井管之间的力学状态。,4.1 砾料的选择 砾料的规格、形状和材质，直接影响人工过滤层的透水性和井水中的含砂量。为增加水井出水量，延长水井使用寿命，必须合理选择砾料。 正确的选择砾料规格是减少涌砂，取得最大出水量的基本保证。合理的砾料规格，必须通过对含水砂层的筛分资料来确定，砾料颗粒的大小决定填砾层的滤水性能。根据试验证明，砾料与含水砂层颗粒间的合理级配关系为：砾料直径D 50 应为含水砂层粒径d50 的6-10 倍。即：,当比值过大时渗透性能好，挡砂作用差，水中含砂量大，细颗粒易堵塞间隙；比值过小挡砂作

14、用好，但砂层中的细砂冲不走堆积在砾料周围，使进水阻力增加，渗透性能差。选择填砾规格时，可参考表4-1。,表4-1 选择填砾规格,4-2 砾料形状、材质及填砾厚度、高度 砾料形状以浑圆状为佳，浑圆状砾料具有较高的透水性和阻挡砂砾的能力。带有棱角的人工碎石，往往造成井水中含砂量增加。砾料的材质以坚硬、不易被腐蚀的石英砂砾为好。 增大填砾层的厚度，扩大人工过滤层范围，可增大水井的出水量。因此，在条件允许时，应尽量加大填砾厚度，一般填砾厚度为75-100 mm 。 填砾高度：应考虑洗井、抽水过程中砾料会密实下沉（一般下沉15 -110） 填砾高度应超过含水层顶板，超过的高度应根据含水层的具体条件来确定

15、。一般要求超过含水层顶板3-5 m 。若被开采含水层靠近咸淡水界面时，填砾高度要低于咸淡水界面5 m以上。,填砾量的计算,孔内所需砾料的数量可用下式计算： Q 0.85 （D 2 d2） LK 式中：Q - 填砾所需数量，m 3 ； D - 孔径，m ； d - 井管直径，m ； L - 填砾孔段的长度，m ； K - 超径系数一般取，1.2 1.5 。,5. 止 水,为了对目的含水层以外的其它含水地层或非含水层进行封闭与隔离，以防止对目的含水层的干扰或污染，为此目的而进行的处理工作称为止水。 水文地质钻孔和供水钻孔一般均采用套管隔离的方法进行止水，在止水位置用止水材料封闭套管与孔壁之间的间隙

16、。选用的止水材料必须符合经济、耐久、可靠的原则。常用的止水材料有下列几种:,海带具有柔软、遇水膨胀、压缩后不透水、气等性能（海带遇水后两小时内体积剧增，四小时趋于稳定，膨胀后体积增大（3-4 倍） 因此， 多用在松散地层与基岩钻孔中作临时性止水材料，选用的海带以肉厚、叶宽、体长者为好。 橡胶具有弹性和对水气不渗透的特性，将其制成一定几何形状如胶球、胶圈、胶囊等，固定在止水管外部，进行压缩、充气或充水等方法使之膨胀，将止水管与孔壁环状间隙封闭，从而达到止水目的。橡胶止水一般适用于较完整的基岩孔或探采结合孔的管内临时止水，在松散地层中也可使用。 粘土具有一定粘结力和抗剪强度，压实后具有不透水性。可在一些地下水承压不高、流量不大松散地层或基岩中作永久止水材料。其优点是操作方便、成本低、止水效果可靠等。使用时多将粘土搓成直径30 -40mm的小球，经阴干后投入孔内、投入厚度一般为3-5 m 。 水泥具有良好的隔水性，能在水中硬化，并且与孔壁岩石有一定的胶结力，是一种很好的永久止水材料。,粘土球为填止水 （1） 粘土球必须揉实、风干，投入速度不宜过快，以