机井工程施工方案

1、机井工程概述机井工程施工包括钻孔施工准备、 钻进工艺、 井管外观质量检查 及过滤器制作，井管安装、填砾及管外封闭，洗井和抽水试验等。凿 井施工应依据设计井深、井管结构和地层情况，选用合适的钻机。施 工应遵守钻探安全操作规程，不得违章操作，严格执行供水水文地 质勘探与凿井操作规程(CJJ/T13-2013)的有关规定。钻机定位钻机定位后必须平整稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动，同 时调整钻机垂直度，垂直度运行偏差w %，钻尖应对准井位中心，其 水平位置允许偏差20mm,将高程引到可靠便于施工和检查的位置处， 并经监理复核后开钻。钻孔一般采用冲击钻孔和回转钻孔方法造孔。 冲击钻孔是使钻头在井 孔

2、内上下往复运动，依靠钻头自重来冲击孔底岩层，使之破碎松动， 再用抽筒捞出，反复数次，逐渐加深，形成井孔；回转钻孔是使钻头 在一定的钻压下在孔底回转 ,以切削、研磨破碎孔底岩层，并依靠循 环冲洗系统将岩屑带上地面，如此循环钻进形成井孔。在钻孔过程中， 及时捞取钻渣， 与图纸提供的地质资料核对分析 地质变化情况，以便调整钻进速度和泥浆指标。 同时钻渣要及时清除， 以免影响泥浆循环，同时严密观察钻进情况，有无跳钻，失水过快， 钻进速度异常及大量气泡上翻等情况， 如果发现， 应立即停钻分析原 因及时处理， 以保证成孔质量和施工顺利进行。 另外还要不断观察孔 内水头高度， 检测泥浆指标， 检查钻杆轴心位

3、置及钻杆垂直度等是否 满足规范要求，并及时填写原始记录。(1) 管井施工采用的钻进设备和工艺，应根据地层岩性、水文 地质条件和井身结构等因素选择。（ 2）钻进过程中，当遇漂石、块石等钻进困难时，可进行井内 爆破，爆破前应进行爆破设计，并应保证地面建筑物安全。如果地基 出现岩石层，回旋钻机难以施钻时，可用冲击钻机完成成孔作业。（3）井身应圆正、垂直，并应符合下列规定： 井身直径，不得小于设计井径； 小于或等于 l00m 的井段，其顶角的偏斜不得超过 l ? ；大于 100m 的井段，每百米顶角偏斜的递增速度不得超过 ? 。井段的顶角 和方位角不得有突变。（ 4）设置的护口管，应保证在管井施工过程

4、中不松动，井口不 坍塌。（ 5）钻进的护壁方法应根据地层岩性、钻进方法及施工用水情 况确定。（ 6）冲洗介质应根据地层岩性、 钻进方法和施工条件选择清水、 泥浆、空气或泡沫等，并应符合下列要求： 保证井壁的稳定； 减少对含水层渗透性和水质的影响； 提高钻进效率等。（ 7）冲洗介质的各项性能指标，应符合有关规定的要求。钻进 过程中，应定时测量各项性能指标。（ 8）成井后有详细资料，标出准确的含水层位置，提供成井柱 状图、终孔报告书和试验抽水成果等资料。井管安装井管的制作长度， 要根据运输及加工能力确定，分段制作，下管 钱前将分段加工好的井管运至孔口， 吊装连接， 为保证井管和孔壁的 空隙均匀，管

5、周应加焊扶正器。滤水管周围回填滤料，使之与滤水管孔隙尺寸相适应井管安装前，应做好下列准备工作：（1）根据井管结构设计，进行配管；（ 2）检查井管质量，并应符合要求；井管应无残缺、断裂和弯 曲等缺陷。金属井管管端和管箍的螺纹必须完整、吻合。（3）下管前，应进行探井；（4）泥浆护壁的井，应适当稀释泥浆，并清除井底的稠泥浆。下管方法，应根据管材强度、 下置深度和起重设备能力等因素选 定，并宜符合下列要求：（1）提吊下管法，宜用于井管自重 （或浮重 ）小于井管允许抗拉 力和起重的安全负荷；（2）托盘（或浮板）下管法，宜用于井管自重 （或浮重 ）超过井管允 许抗拉力和起重的安全负荷；（ 3）多级下管法，

6、宜用于结构复杂和下置深度过大的井管。（4）下置井管时，井管必须直立于井口中心，上端口应保持水 平。井管的偏斜度，应符合规范的要求。过滤器安装深度的允许偏差 宜为 i300mm。（5）下入井内的井管不能转动，接口要严密、焊好。（6）沉淀管应封底，当松散层下部已钻进而不使用时，井管应 坐落牢苏，防止下沉；基岩管井的井管应坐落在稳定的岩层的变径井 台上。（ 7）采用填砾过滤器的管井 ,应设置找中器。井管安装是管井施工中最关键最紧张的一道工序， 常采用钻杆托 盘下管法和悬吊下管法。（1）钻杆托盘下管法：其主要设备为托盘、钻杆、井架和起重 设备。施工步骤如下： 将第一根带反丝扣接箍的钻杆与托盘中心的反

7、丝锥形接头连接好，然后将井管吊起套于钻杆上，徐徐落下，使托盘 与井管端正连接在一起，把装好井管的第一根钻杆吊起后放入井内， 用垫叉在井口枕木或垫轨上将钻杆上端卡住， 摘下提引器准备起吊另 一根钻杆； 将第二根钻杆穿入第二次应下的井管内， 并在其下端插一 圆形垫叉， 准备起吊； 将套有井管的第二根杆吊起对准第一根钻杆第 一根接头。 然后用另一套起重设备， 单独将套在第二根钻杆上的井管 提高一段距离，拿起圆形垫叉，对接好两根钻杆。再将全部钻杆提起 一段高度，拨去垫叉，并使两根井管在井口接好之后，即将接好的井 管全部下入井内。 第二根钻杆上端接头再用垫叉卡在井口枕木上， 去 掉提引器，准备起吊第三根

8、钻杆。如此往复直至下完井管。（2）悬吊下管法：首先用管卡子将底端设有木塞的的第一根井 管在管箍下边夹紧， 并将钢丝绳套套在管卡子的两侧， 通过滑车将井 管提吊起来下入孔内， 使管卡子轻轻落在井口垫木上， 随后摘下第一 根井管的钢丝绳套， 用同样的方法起吊第二根井管， 并将第二根井管 的下端外丝扣与井口处第一根井管上端管箍的内丝扣对正， 并用绳索 或链钳上紧丝扣， 然后将井管稍稍吊起， 卸开第一根井管上端的管卡 子，向井孔下入第二根井管。按此方法直至将井管全部安装完毕。管外填封填砾方法填砾是管井建造中的一个重要环节，填砾规格、砾料质量、填砾 方法均直接影响井的质量。 滤料必须按标准要求严格筛选，

9、 要备料充 足，严格按照农用机井技术规范进行施工。 根据需要选择以下填入滤 料的方法： 快速填砾法：在不需进行分组、分段抽水的管井中使用此法。在井管口安好防喷导水管。 开始填砾速度不要太快， 等孔中有水 返出后再加快填砾速度。一般约30m投入5m3滤料。若孔口不返水， 说明滤料已超过滤水管的最上端。 慢速填砾法（分层填砾法）：在需要进行分组、分段抽水试验 的井孔采用， 或在一个井中有二个以下含水层均需取用时采用。 砾石 要徐徐填入，不可一次填入过，要随填随测，防止超过设计高度。有 二个以上含水层时， 应将两个含水层之间的隔水层分为二段， 下段为 隔水层厚度的 4/5，填入与下部含水层相应的规格

10、砾石，上段为 1/5， 填入上部含水层相应的规定砾石。 循环水填砾法： 填砾前，先在井管内下入回转钻杆，密封井管 口，开泵送水，当返出孔口的泥浆粘度为 18s 左右时，即采用边送水 边填砾的方法填入砾石。 当砾石面超过滤水管后即出现憋泵现象。 此 法可以顺利地填入砾石， 避免发生砾石架阻不能填至计划位置的现象 发生。填砾要求（ 1）围填砾石质量要求：除要求砾石本身必须保证颗粒浑圆度 好、经过筛选冲洗、不含泥土杂物、符合规格标准外，还要求及时填 砾和均匀填砾，以防滤料蓬塞和离析等不良现象。（ 2）围填砾石之前，应结合井孔及井管规格和井孔岩层柱状图， 对所准备的砾石，除满足质量要求外，在数量上应具

11、备一定的富余量， 以防止在井孔钻进中因产生超径现象而增大填砾数量。（ 3）围填砾石高度要求：一般要求对所有设置滤水管的部位进 行填砾，以防止在洗井及抽水过程中因滤料下沉而产生滤水管涌沙等 不良现象。（ 4）填砾时，滤料应沿井管四周均匀连续填入，随填随测。当 发现填入数量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除。（ 5）管外封闭：非透水层采用红泥粘土球填充。对井内未取用 的含水层或井管外的环形空间用粘土球或水泥浆进行封闭达到隔离 止水目的。 与管外围填料工序同时进行， 在井管外防止地表污水沿管 外渗入井内或承压自流水沿管外涌出地表， 需要对井口管外部分的环 状间隙进行严密的封闭。回填滤料方

12、法和注意问题（ 1）滤料级配填砾过滤器的管井井管安装后， 根据以下要求及时进行填砾。 滤 料高度超过过滤器的上端； 滤料用磨圆度较好的硅质砾石； 不应含土 和杂物，严禁使用棱角碎石； 填砾时，滤料沿井管四周均匀连续填入， 随填随测。 当发现填入数量及深度与计算有较大出入时， 应及时报出 原因并排除。（ 2）检查滤料质量标准 回填滤料的规格， 根据井孔中含水层颗粒大小而决定， 符合机 井技术规范的设计要求。 检查滤料的形状是否园滑， 不用碎石做滤料； 检查滤料质地是 否坚硬，与水是否起化学变化。 检查筛选的滤料粒径必须符合设计要求，粒径大小是否均匀， 不合格的滤料颗粒不得超过 15%。 检查滤料

13、数量是否与计划数量相符， 滤料数量比计划数量多备 足 20%。（3）回填滤料注意问题 严禁一侧集中填滤料，不可快速猛倒冲击井管或造成堵塞。 按管井设计的位置回填滤料及高度不许马虎从事， 以防滤料下 沉而失去拦砂滤水作用，而影响成井质量。 所填滤料留样备查。洗井及抽水试验（ 1）填砾完毕后应及时进行洗井。洗井方法有：活塞洗井法、 空压机洗井法、水泵洗井法、二氧化碳洗井等方法。2）洗井时要先慢后快，出水量由小到大，将井孔内及含水层内的大部分泥沙抽出来，使水流畅通，达到水清沙净（ 3）洗井方法和工具可按井的结构、管材、钻井工艺及含水层 特征选择，应尽量采用不同的洗井工具交错使用或联合使用。 必要时， 可根据井管类型选择适宜和化学药剂配合洗井。（ 4）洗井和抽水试验的质量符合下列要求：出水量应达到设计要求； 完毕后，井底沉淀厚度应小于井深的 5/1000; 试验的下降次数宜为一次， 出水量不宜小于管井的设计出水量