水文钻探与成井工艺(PPT79页)

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1、第一节第一节 概述概述 一、水文水井钻探的目的及分类一、水文水井钻探的目的及分类 为了获得水文地质资料和开发地下水所进行的钻探工作，通称水文水井钻探。根据钻探的目的，有些孔为了获取水文地质资料，这样的钻孔称水文地质孔或水文勘探孔，简称水文孔。而另一些直径大的井，目的是为工农业供水，这样的井叫做供水井。因此，水文水井钻探可以分为水文钻探和水井钻探。工程钻探学课件第一节第一节 概述概述 一、水文水井钻探的目的及分类一、水文水井钻探的目的及分类 1、水文钻探 水文钻探是以查明地下水的埋藏条件，运动规律，水质、水量以及水温等水文地质规律为目的的。达到普查、勘探地下水的储量，为合理的开发利用、保护或补给

2、地下水提供所需的资料。以所处的水文地质勘探阶段、性质的不同，水文孔又分为以下几类：第一节第一节 概述概述 一、水文水井钻探的目的及分类一、水文水井钻探的目的及分类 1、水文钻探 1）水文地质普查孔（简称水文地质孔） 主要是获取地层情况，如地层的岩性、结构、地质构造和含水层的埋藏深度、厚度、性质等。一般用于未进行过水文地质工作的地区。通常采用常规的口径，进行取心钻探，满足钻探工程的六项指标岩心采取率、校正孔深、孔斜、简易水文观测、原始记录和封孔等。第一节第一节 概述概述 一、水文水井钻探的目的及分类一、水文水井钻探的目的及分类 1、水文钻探 2）水文地质勘探孔（简称勘探孔） 在普查后已初步掌握地

3、层、构造等情况的基础上，着重了解地下水的水量、水位、水质、水温等情况。为合理开发地下水及正确评价地下水而进行的工作，这就需要分层观测，分层抽试，单、群孔抽水等，借以达到正确划分含水层的组、段，地下水流向，补给关系，地下水下降漏斗等。第一节第一节 概述概述 一、水文水井钻探的目的及分类一、水文水井钻探的目的及分类 1、水文钻探 3）探采结合孔 在取得水文地质资料的基础上，为了合理开发地下水，进一步了解水文地质情况，同时考虑工农业急需，将已取得资料的孔（或取得部分资料）移交生产部门使用，作为开发井，同时在开采生产中进而取得地下水的资料。这样的孔既要满足收集水文地质资料的要求又要满足开采生产对水质、

4、水量、卫生以及永久开采的要求。第一节第一节 概述概述 一、水文水井钻探的目的及分类一、水文水井钻探的目的及分类2、水井钻探 为了供水的需要而进行的钻凿管井的钻探工程称水井钻探。水井钻探所形成的孔径大，因此称井。下井管专为供水的井称供水管井。随着大气水、地表水、地下水的“三水”统管工作的发展，水井钻探已超出了供水范围，它与地下水的补给、污水的排除、城市地面沉降与回升等工程联系起来了。第一节第一节 概述概述 二、水文、水井钻探的特点二、水文、水井钻探的特点水文、水井钻探的特点，概括为： 1）地层复杂水文、水井钻探大多工作在第四纪的卵砾层、砂层、粘土层或基岩裂隙层。这些地层给钻探工作带来的问题是塌坍

5、、漏失和不易取芯等。故称为“复杂地层”，即发生事故多，效率低，钻进和采芯都困难的地层。第一节第一节 概述概述 二、水文、水井钻探的特点二、水文、水井钻探的特点水文、水井钻探的特点，概括为：2）钻孔结构复杂由于要获得分层水文地质资料，就要求切断各含水层之间的水力联系。因此，下入套管的层次多；钻孔直径大；止水要求严格；井身结构复杂。3)钻进方法多由于地层复杂，即使在一个钻孔中，往往会遇到迥然不同的几种地层，因此，使用多种钻进方法。第一节第一节 概述概述 二、水文、水井钻探的特点二、水文、水井钻探的特点水文、水井钻探的特点，概括为：4）设备型式多由于钻进方法多，要求钻进设备与之相适应。因此，当前水文

6、地质水井钻探所用的设备类型繁多。 5）劳动强度大由于水文地质水井钻探孔径大，破碎岩屑多；因此，给钻探工人增加了劳动强度。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构水文钻孔设计包括：开孔直径、终孔直径、钻孔深度、中间套管的层次结构和深度、过滤器的类型和规格、止水方法和抽水试验、钻进工艺和成井方法等内容。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构1、水文孔下入孔内套管的类型、水文孔下入孔内套管的类型下入孔内的套管类型综合起来有五种：孔口管1；导向管2；开采管3；过滤管4；为了能使钻进顺利进行而下的套管称技术套管5。第一节第一节 概述概述

7、三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构1、水文孔下入孔内套管的类型、水文孔下入孔内套管的类型 孔口管1 是供加固孔口而用的，孔口管所下的深度，依上部岩石稳定情况而定，一般为2-3米。管外空隙用水泥浆浇注或用粘土固结。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构1、水文孔下入孔内套管的类型、水文孔下入孔内套管的类型 导向管2 除了保证钻孔垂直以外，还要封闭上部无用的含水层，或防止不稳定的松散岩石层发生漏失，在钻进下部岩层时约束钻具而导向。当钻孔深度为300-500米时，下入的深度可达70-100米；当钻孔不深时（100-150米）导向管安装6米即可。有时导向

8、管与技术套管为同一管柱，在这种情况下导向管的深度可以增加。在另一些情况下，导向管和井口管亦可合二为一。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构1、水文孔下入孔内套管的类型、水文孔下入孔内套管的类型 技术套管也称中间套管5 当钻进到达目的层之前，出现了意外的含水层或不稳定岩层，有坍塌或严重漏失，严重影响继续钻进进时才下技术套管。技术套管是为了解决施工技术而下的套管。因此尽量少下或不下技术套管。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构1、水文孔下入孔内套管的类型、水文孔下入孔内套管的类型开采管在水文钻探中称抽水管3 它有时代替导向管和

9、技术管封闭上部的无用含水层和不稳定岩层。一般开采管下到目的层的顶板。它是含水层中的水必经之路。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构1、水文孔下入孔内套管的类型、水文孔下入孔内套管的类型 过滤管（也称过滤器）4，安装在含水层段，地下水经过过滤管流入孔内，再经抽水机达到地面。在过滤管以下往往安装一段沉砂管。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构水文、水井钻孔结构是高效施工和优质钻进的前提，也是获取完整的水文地质资料的保证。 在相同的地层条件下，由于钻孔的功用不同，可以设计出不同的钻孔结构

10、；而一个优良的钻孔结构设计，可以适应相当范围的地层条件。因此，钻探技术水平的高低，也反映在钻孔结构设计上。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构 1）水文地质普查钻孔的结构水文地质普查钻孔要求全孔取芯，终孔直径一般为110 mm岩芯采取率不低于75 %，直径127mm的套管是做为必要的护孔管。井口管直径146mm的套管或更大。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构2）水文地质勘探钻孔的结构 水文地质勘探孔主要是获得水文地资料。因此，钻孔必须进行

11、抽水试验，要求滤水管直径不小于108 mm。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构3）探采结合钻孔的结构 探采结合孔其特点是既要满足勘探钻进的要求，又要考虑成井的需要。探采结合钻孔的滤水管多采用直径146 mm或更大的滤水管。上部井管应根据下入井内的深井泵体直径的要求而定。一般井管直径比深井泵公称尺寸大一级。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构3）探采结合钻孔的结构第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水

12、文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构 4）水文地质长期观测钻孔的结构水文地质长期观测钻孔的任务是在取得水文地质资料后，要进行长期的监测地下水的活动情况。因此，水文地质长期观测钻孔要有较好的成井工作，钻孔结构要设计得合理。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构5）供水水井的井身结构供水水井在井径上要求要大一些，其管外止水密封采用永久性的封固。供水水井由于用户要求不一，使用的目的也各异，井管种类繁多。因此，在设计井身结构时都应加以考虑。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻

13、孔结构、水文与水井钻孔结构5）供水水井的井身结构 (1）浅供水井（浅井）浅供水井是指深度在60m以内的农田灌溉井。井径一般大于400 mm的口径，井管采用铸铁管、混凝土管等。井身结构多为一径到底。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构5）供水水井的井身结构(2)中深供水井的结构当井深超过l00m、小于300m时称中深井。井管以钢管、塑料管和铸铁管居多；井管内径多在200300 mm。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构5）供水水井的井身结构

14、(3)深供水井的结构超过300 m的供水井称深井。多用于城市供水、工业供水和一些浅部地下热水的水井。这种井要求管外严格牢固地密封，且中间采用多层的技术套管，结构比较复杂。第一节第一节 概述概述 三、水文与水井的钻孔结构三、水文与水井的钻孔结构2、水文与水井钻孔结构、水文与水井钻孔结构5）供水水井的井身结构 (4）基岩水井的结构当开发基岩中水时，必须将上部地表水或第四纪的含水层加以封隔，以保护基岩中水质和量。 第二节第二节 钻进方法钻进方法钻进方法 冲击钻进回转钻进反循环钻进空气钻进潜孔锤钻进等 第三节第三节 成井工艺成井工艺成井工艺：包括钻孔钻进结束后的冲孔、换浆、安装井管、填砾、止水、洗井和

15、抽试等工艺过程。 成井工艺的目的概括起来为两个方面：其一，将含水层（目的层）的水经过疏通而能自由地流入井内；其二，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。这种有选择的疏通和封闭，是成井工艺要解决的主要问题。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 疏通目的层，在整个成井工艺中占的比重较大。通常采用对准目的层安装滤水管，因此，有人说滤水管是水井的“业务区”，成井工艺中，其它问题都是围绕着滤水管而开展的。 一、滤水管一、滤水管 滤水管是安装在不稳定的、但要求出水的含水层段，如砂层、岩石碎裂的断层带。滤水管应该是能让含水层中的水自由而通畅地流人水井内，同时又要阻止砂或碎岩随水流人井内，

16、简述为：滤水阻砂。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管对滤水管的要求，可概括为以下几点： （1）具有最大的进水面积，以减少地下水经过它时的阻力。 （2）具有足够大的机械强度，能满足安装井管时的负荷和抵抗地层的压力。 （3）最大限度的耐腐蚀能力和不因滤水管被腐蚀而影响水质的卫生要求。 （4）具有良好的滤水挡砂能力，滤水孔不易被地层中的物质堵塞。 （5）具有安装方便、成本低廉以及取材容易等。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管）骨架式滤水管 骨架式滤水管除独立用作滤水管外，还常作为其它类型的滤水管的骨

17、架。根据所开的健水孔的形状，骨架式滤水管有三种型式。（1）圆孔滤水管：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。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管）骨架式滤水管（1）圆孔滤水管： 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管）骨架式滤水管（1）圆孔滤水管： 圆孔滤水管的圆孔直径d取决于含水层颗粒的大小及其均匀度，一般常为10 -20mm左右。若作为其它类型滤水管的骨架，则d可取大些。孔间距决定于d，一般取a= (2.5-3.0)d

18、孔隙率对于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% 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管）骨架式滤水管 (2)条缝式滤水管 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 长度一般制成150mm，各排条缝之间距离为10 -20mm 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管）骨架式滤水管(3)筋条滤水管：筋条滤水管是在滤水管两接头间焊以直径为10-16mm的钢筋

19、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，以增加其刚度。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 2）缠丝滤水管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。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 3）包网滤水管 包网滤水管制作方法与缠丝滤水管采用的骨架管相同，只是外表不缠丝而包以过滤网而成。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管

20、 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 4）砾石滤水管选取适合的砾石并充填于骨架管与含水层之间，使形成一个人工砾石过滤层，以增大水井的过滤半径。其骨架管常是骨架滤水管、缠丝滤水管或特制的筐架。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 5）贴砾雄水管 贴砾滤水管简称贴砾管，这种滤水管是在骨架管外将砾料、粘合剂、石膏等物质，按一定比例在模具里加压、固化而成。 6）玻璃钢滤水管玻璃钢滤水管是采用热固性树脂浸渍玻璃纤维机械缠绕一次成型。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构 7）

21、塑料滤水管 近年来在国外采用塑料制成滤水管，发展很快。塑料滤水管形式很多，可以适应不同的地层条件。塑料滤水管具有成本低，成型快和适应面广等特点。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 1、滤水管的类型和结构、滤水管的类型和结构除上述的滤水管以外，我国还使用着很多种其它类型的滤水管。如石棉水泥滤水管，水泥砾石滤水管、炉渣水泥滤水管等等。这些滤水管的特点是加工制造较容易，成本低廉但重量大，故多用于农田灌溉水井。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 2、滤水管的选择、滤水管的选择 选择滤水管时主要依据是含水层的结构特征和地下水的性质。当然，也应考虑材料来源和成本因素

22、。 通常是根据含水层构造的结构特征来确定滤水管的类型，而滤水管的材料主要依据地下水性质来选择。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 2、滤水管的选择、滤水管的选择 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 1）滤水管的长度生产实践表明，较长的滤水管在抽水过程中的进水规律是，滤水管由上部而往下，其进水量逐渐减少的。可以有最优进水段、一般进水段和不进水段三个段落。因此，在一定量的抽水条件下，滤水管的有效长度是有限度的。同时，注意水井抽水时出现的动水位，无论在任何情况下，井内最大水位降时的动水位，不能降至滤水管的顶端。 第三节第三节 成井工艺成

23、井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 1）滤水管的长度如果涌水量已经确定，滤水管的类型已经选好。此时，滤水管的长度与含水层厚度有关。 当含水层很薄或涌水量要求相当大时，滤水管的长度与含水层厚度相等。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 1）滤水管的长度当含水层相当大（大于l0m以上）滤水管的有效长度，可按下式计算： L=alg (1+Q) 式中：L滤水管的有效长度， a校正系数，与含水层和井结构有关，一般取17 Q设计的涌水量，1/s 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 2) 滤水管的滤水

24、孔（间隙）和孔隙率滤水孔（间隙）尺寸取决于含水层砂砾的有效粒度。若滤水管外面填砾时，滤水孔的大小应当保留住90或更多的填砾。 若滤水管外不填砾而直接接触天然含水层，滤水孔的拟定应根据取自含水层的砂样的筛分资料来确定。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 2) 滤水管的滤水孔（间隙）和孔隙率 对于均匀细砂组成的含水层，滤水孔能挡住4050的砂粒即可。 在均匀粒度的粗砂和砾石层选择滤水孔时，滤水孔的尺寸可按档砂的3050来选取。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 2) 滤水管的滤水孔（间隙）和孔隙率 孔隙率是

25、衡量滤水管滤水性能优劣的指标。孔隙率大，则进水面积相对地也大，水经滤水管的阻力就小。但是，过大的孔隙率必然影响滤水管的强度。 滤水管的孔隙率应与地层的给水度相吻合。因此，在选择滤水管孔隙率时至少不应小于地层的给水度。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 3) 进水速度 地下水在滤水管周围以大的进水速度，流动时，会使压力降低。地下水的压力降低，使溶解在地下水中的二氧化碳逸出，于是出现不溶于水的碳酸盐类沉淀在滤水管周围。使滤水管的滤水孔和周围的天然过滤层的孔隙被堵塞，当一部分滤水孔堵塞后，水流速度会更加剧烈，这种恶性循环是造成滤水管报废的主要原因。当然，

26、如果地下水含有其它杂质或铁细菌时，结垢和腐蚀将会同时产生。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定 3) 进水速度为防止滤水管被腐堵塞或防止地层砂在井运行时进入井内，而控制地下水流入井内的速度，此设计速度称之为最大允许进水速度，或称安全流速。式中：V最大应许进水速度 K含水层的渗透系数 第三节第三节 成井工艺成井工艺 一、滤水管一、滤水管 3、滤水管主要尺寸的确定式中：Q设计的涌水量 L滤水管的长度 m滤水管的孔隙率 v最大允许进水速度 滤水管的直径（包括填砾的外径）确定后，即可确定钻井的终孔直径。 4）滤水管的直径滤水管的长度，滤水管的孔隙率和最大允许

27、进水速度后。滤水管的直径可根据所要求的涌水量，由下式算出： 第三节第三节 成井工艺成井工艺井管的安装工作，在成井工艺中是重要的一环，它直接地影响成井的质量。在井管安装过程中，稍不注意，很容易发生井管和滤水管错位、脱落、断裂、扭斜或中途堵塞等事故。这些事故处理起来很繁且易影响成井质量，甚至引起整个井的报废。因此，必须采取谨慎的态度，做好各项淮备工作。二、井管的安装二、井管的安装 第三节第三节 成井工艺成井工艺 1、井管安装前的准备工作 安装井管，准备工作包括以下各项：（1）冲孔换浆钻孔钻到预计深度后，井内泥浆粘度大并含有大量的岩屑，井壁有较厚的泥皮。如果在这种情况下安装井管，滤水管的滤水孔有可能

28、被堵塞或井管放不到预计深度，造成滤水管与含水层错位，或给填砾、洗井带来很大困难，甚至使水井不出水而报废等。在井管安放于井中前，应该将井内岩粉冲洗干净。二、井管的安装二、井管的安装 第三节第三节 成井工艺成井工艺 1、井管安装前的准备工作 (2)校正井深要精确的测量井的深度，特别是含水层的深度，以保证准确的安装井管和滤水管。必要时，应采用物探测井来进一步校正钻进过程中取样的淮确性。（3）探井与校正井深的同时，用大于井管直径的探孔器进行探孔，也可以用井径仪探井，以查明井壁是否规整、圆滑和有无“狗腿”井段。二、井管的安装二、井管的安装 第三节第三节 成井工艺成井工艺 1、井管安装前的准备工作 (4)

29、检查起重设备、工具和管材对在井管安装过程中所使用的设备上的部件、绳卡以及螺钉等，都要进行认真检查。同时，应对安装于井内的管材的丝扣、接头和排放次序都要进行仔细检试。二、井管的安装二、井管的安装 第三节第三节 成井工艺成井工艺 在各项准备工作确保无误后，方可开始进行井管的安装。 2、井管安放方法 将井管安放入井内的方法很多，应根据成井的深度、井管的材质、起重设备的能力等选择确定。如钻机提吊安装井管方法；钻杆托盘安装井管等。二、井管的安装二、井管的安装 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾填砾是对着含水层的滤水管周围进行人工围填砾料，使其在滤水管和砾层之间形成一个人工过滤层，以增大滤水管

30、及其四周的有效孔隙率。从而达到减少进水时水头损失和稳定过滤层结构，增大水井的出水量和延长水井的使用年限。这种成井技术在成井工艺上叫“填砾”。 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾1、砾料的选择 选择砾料时，应确定：砾料的直径、砾料的均匀度和砾料的质量。 1）砾料的直径通过大量的室内试验和野外现场观察，找到了砾料直径与含水层砂粒直径间的关系，即砾石应比砂直径大多少倍才能挡住砂而形成好的滤层。世界各国在不同的条件下以不同的方法，得到了近乎相同的结论：其比值在4-8的范围，以6为最佳。 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾1、砾料的选择1）砾料的直径天然含水层的砂样都是通过筛分，

31、来确定它的规格等级的。以过筛颗粒累计重量占总重量的50的筛孔直径，代表该砂样的标准直径，记作d50 砾料也以同样方法规定，记作D50按下式确定砾料直径： D50=(410)d50 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾1、砾料的选择 2）砾料的均匀度 砾料的均匀度主要涉及用一种规格的砾料还是用多种规格的砾料，即是混合填砾与均匀填砾？室内试验证明了均匀砾料无论在渗透性和孔隙度上皆优于混合砾料。 3）砾料的质量 砾料应该是干净的、滚圆的、光滑的河砂。 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾1、砾料的选择 4）砾料估算填砾高度：考虑到洗井、抽水过程砾料下沉，填砾高度要超过滤水管上端一

32、定高度。否则，经过洗井、抽水后，砾料会更加密实而下沉，露出过滤器而出现涌砂现象。 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾1、砾料的选择 4）砾料估算砾料的数量应与需要填砾的井段的环状体积相等。砾料需用量可用下式估算： Q= 0.785 (D2-d2)L kQ需要砾料数量， D井径 d井内滤水管的外径 L填砾井段长度 k超径、下沉系数， 一般k1.21.5, 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾1）静水填砾法浅井填砾2、填砾方法 填砾前先进行彻底换浆，然后停泵填砾，孔中的冲洗液处于静止状态，向井管四周进行填砾，故称静水填砾法。 2）抽水填砾法中深井填砾 抽水填砾是利用空压机抽水

33、，将抽水管下至滤水管底部以上0.5m处，进行反循环抽水；同时在井管外部进行投砾，砾料随着反循环水流而高速下降，沉落在滤水管周围。 第三节第三节 成井工艺成井工艺三、填砾三、填砾2、填砾方法 3）钻杆泵入法深井填砾砾料混入冲洗液，用钻杆在井管外泵入。 第三节第三节 成井工艺成井工艺四、止水四、止水在水文地质钻孔和一些供水井中，对目的层以外的地层进行封闭和隔离，以防止对目的层干扰和污染，为此目的所进行的工作称止水。止水的方式方法很多，概括起来可分为：临时止水和永久止水两种。 第三节第三节 成井工艺成井工艺四、止水四、止水 1、临时止水 临时止水，应用于在一个钻孔要对两个以上的目的层进行测试时，或该

34、目的层取完资斜后并无保存钻孔必要时，而采用的止水方法。临时止水材料除要求可靠性、不污染地下水外，还应有利于套管的起拔。常用的止水材料有：海带、桐油石灰、橡胶制品等。 第三节第三节 成井工艺成井工艺四、止水四、止水 2、永久止水 永久止水用于供水井中。主要封闭有害含水层，以防止水质恶化。通常采用粘土、水泥等永久性材料。 第三节第三节 成井工艺成井工艺四、止水四、止水 3、止水质量的检查 1）水位差检查法 当止水物发生效用后，管内外静止水位即发生变化，如果相邻的含水层压力相差不大，可以采用向某一含水层抽水或注水，测量含水层的静水位有无变化来检查止水质量。 第三节第三节 成井工艺成井工艺四、止水四、

35、止水 3、止水质量的检查2）泵压法检查止水效果 在抽水前不打开水管下部的档板，而向止水物中间注水，如耗水量小于规定数量则认为止水有效。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 清除井壁上的泥皮，并把深入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层的孔隙，进而抽洗出含水层中一部分细粒颗粒，扩大含水层的孔隙而形成一个人工过滤层。这个高渗透率的人工过滤层的形成工作过程，叫做洗井。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 1）活塞洗井国内常将活塞安装在钻杆上，并送至滤水管部位，利用升降机上、下活动钻具，使钻杆活塞在滤水管内上下往复运动，从而产生抽吸及水击作用，破坏填砾层外的泥皮及疏通含水层通道

36、。这种活塞在填砾层中造成的水力冲击是较大的，甚至引起砾料来回翻腾，砾料重新排列压实。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 2）压缩空气洗井常用喷嘴反冲法。即在风管下部装上一个枝形喷嘴，压缩空气以很高的速度喷出，借水气混合物的冲力通过滤水孔，在管外形成旋涡流动，使砾石左右翻腾，破坏泥皮，使水向含水层进进出出，携带含水层细砂，从而达到洗井目的。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 3）喷射洗井 在国外，利用喷嘴向井壁喷水来达到洗井目的。高压水使滤水管外的砾石发生旋涡移动，从而使砾石重新排列，达到洗井目的。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 4）物理化学洗井 物

37、理洗井是指向井内注入的物质，在井内产生强烈的物理效应，使井内的水喷出地表，达到洗井目的。当前，物理洗井采用的洗井物质有：液态二氧化碳、液态氮和固态二氧化碳（干冰）等。 化学洗井是向井内注入化学药品，这些化学药品在井下与泥皮发生化学作用，使泥皮软化分散，易于破坏。适于化学洗井的药品有磷酸盐和盐酸等。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 4）物理化学洗井 (1）二氧化碳洗井： 将瓶装的液态二氧化碳通过高压管道，向井内输送，液态二氧化碳在井内由于物相变化，释放强大的压强，产生高压混合流，以激浪冲击裂隙，冲刷破坏泥皮和岩粉对水路的堵塞。并随即以井喷的形式携带被清洗的堵塞物喷出井外。与此同时

38、，井内出现低压区，在外部压力差作用下，含水层的水涌向井内。 第三节第三节 成井工艺成井工艺五、洗井五、洗井 4）物理化学洗井 (2）焦磷酸钠洗井：焦磷酸钠属于复杂的直链状多磷酸盐类无机化工产品。碱性 (PH值为 9.2)、无毒、腐蚀性弱。 5)综合洗井：当前在我国洗井过程中，大多采用综合法洗井。通常是先注入焦磷酸钠使泥皮软化，然后使用活塞洗井或使用液态二氧化碳洗井。 第三节第三节 成井工艺成井工艺 六、抽水试验六、抽水试验 水文地质钻孔和供水井在进行井管安装、填砾、止水和洗井之后，必须进行抽水试验。通过抽水试验获取的水量、水位、水质和水温等资料，为评价地下含水层的水文地质参数和合理开发地下水提供可靠的依据。