机井施工方法

1、1、单井施工时要注意的问题：(1) 做好三大资料的收集；柱状图；颗粒分析；水文电测井。( 2 )做好滤水管的设计：包括缠丝过滤器的设计和填粒料的设计或砾石滤 水管的设计和填粒料设计。( 3)做好下管方案制定：不同管材可选用不同的下管法：或托法下管或浮 托法下管或吊管下井或浮吊法下管等。(4) 做好疏孔、破壁工作：疏孔与破壁是第四纪地层供水井成败的关键一 环。(5) 做好封闭工作：有咸水地区封闭正确与否是机井成败的关键。无咸水 区要做好上层封闭，以防表层污水的入侵。( 6)做好洗井工作：农用井主要是活塞洗井配合其它泵或空压机洗井。工 业井除活塞洗井外，尚可用化学洗井，以增加单井涌水量。(7) 做

2、好抽水试验工作提交：降深与涌水量关系曲线；合理提出配泵 意见。(8) 填写成井图表。做好综合成井图表的填写工作，及交付单井竣工报告 书(单)。2、管井结构： 管井的结构因水文地质条件、 施工方法、 配套水泵和用途等不同， 其结构形 式也不同。但总的可分井口、井身、进水部分和沉淀管 4 部分。(1) 井口 通常将管井接近地表的一部分称为井口。1) 管井出口处的井管应与水泵的泵管联接紧密，以防污水和杂物进入，同 时又要便于安装和拆卸。一般井管口需露出泵房地板或地表约 0.30.5m。2) 井口要有足够的坚固性和稳定性，以防因承受机泵等的重量与振动而发生不均匀沉陷。应在井口周围，半径不小于1.01.

3、5m的范围内，按要求浇筑混 凝土泵座。3）在井管的圭寸盖法兰盘上，或泵座的一侧，应留有 3050mm勺孔眼，以便 量测井内动、静水位的变化。平时孔眼应加盖保护。（2）井身井身部分不要求进水， 在松散地层中， 采用实管加固， 在坚固稳定的岩层中， 也可不用井管加固。 但如要求隔离有害的和不计划开采的含水层时， 则必须用实 管严密圭闭，且要有足够的强度，以承受井壁侧土的压力。（3）进水部分管井的进水部分， 是使含水层中的水通畅地进入管井的结构部分。 它是管井 的关键部位，包括滤水管与滤料。其结构设计是否合理，对整个管井至关重要。 因此，设计和施工时须给予充分的重视。（4）沉淀管管井最下部装设的一段

4、不进水的实管， 称为沉淀管。 它的作用是沉淀随水带 进井内的泥砂，以备定期清除。沉淀管的长度， 一般含水层的厚度和颗粒大小而定。 若管井所开采的含水层 的颗粒且厚度大，则沉淀管可长一些，反之可短一些。3、成井工艺成井工艺是指井孔钻完以后， 建造机井的其他施工程序和技术方法。 主要包 括：井管排列、破壁、疏孔、井管安装、围填滤料、管外圭闭、洗井和抽水试验 等一系列工序。（1）井管排列与联接1）井管排列井管排列是成井施工中的第一步，排管合理与否直接关系到机井涌水量大 小、水质和机井造价。 应根据钻孔柱状图和电测井资料综合分析、 确定含水层的 埋深、厚度，正确确定滤水管的排列位置、长度和实管的长管。

5、2）井管联接井管一般都制成14长的短管，下管时再将每节短管严密牢固地联接在一 起，边下管边联接，最后形成一根端正的整体管柱。联接时要严格质量，避免发 生错口、张裂或弯曲等情况。钢管多采用焊接和管箍丝扣联接， 而铸铁管均采用管箍丝扣联接。 钢管管壁 太薄时，不宜采用管箍丝扣联接，因丝扣太浅，很容易发生脱扣或撕裂事故；铸 铁管其丝扣和管箍一定要符合规范标准，以防发生脱扣和断裂。（2）破壁与疏孔1 ）破壁破壁就是破除钻进时含水层所形成的一层较厚的泥浆壁 （泥皮），使地下水 畅通无阻地流入孔内。因此，对于使用泥浆钻进的孔眼，是必不可少的工序，它 对机井出水量有很大影响。常用的破壁方法如下。 扩孔钻头破

6、壁。扩孔钻头破壁是用直径比原使用的钻头大2030mm勺螺旋阶梯钻头进行扩孔， 将孔壁上在钻进中形成的厚泥层扩掉。 扩孔时应轻压、 慢 转、开大泵量。在含水层扩孔时， 要上下活动钻具多扩几次， 以便彻底扩掉泥皮。 这种破壁方法对上部有咸水层时是不适用的。 钢丝刷破壁。 钢丝刷破壁是在疏孔器上焊上短钢丝， 如同刷子一样， 把它 下到含水层处，一边送水冲洗，一边反复上下拉提，以使泥皮被破坏。2）换浆换浆就是将钻孔时稠泥浆及沉淀物排出孔外， 换成稀泥浆， 防止井底淤淀和 井孔糊壁， 以便于填滤料和洗井。 换浆一般与破壁同时进行， 即边破壁边送水换 浆。但换浆时间要比破壁时间长得多， 直至孔内冲净， 泥

7、浆变稀， 近乎清水为止。破壁、换浆对增加机井出水量大有益处， 但必须注意防止孔眼坍塌。 因此必 须在高水压头下（井筒内水满）进行。3）疏孔疏孔的目的是为下管扫清障碍、保证井孔圆直、安全、可靠地下管。疏孔在 换浆后进行，所用疏孔器是由一根钻杆上焊 34个导正圈组成。圈的直径应比 孔眼小2030mm圈的间隔为2m其总长度应不短于8m疏孔时，用钻杆将疏 孔器下入孔底，如能顺利到底，则说明孔眼圆直；如中途下不去，则要提出疏孔 器修整孔眼，直到疏孔器上下无阻为止。（3）井管安装井管安装，简称下管。 是管井施工中最关键最紧张的一道工序。 应防止发生 诸如井管断落、错位、扭斜、甚至在下管过程中毁坏井管。因此

8、，下管前必须做 好准备，选择合适的下管方法。（4）围填滤料填粒可增大滤水管直径 （有填粒时单井涌水量按孔径计算） 增加滤水管四周 的有效孔隙率，减少进水时的水头损失，防止水井淤积，增加机井出水量，延长 机井使用寿命。 因此填粒围填得好坏是影响机井质量关键的一环。 施工中应注意 以下几点：1）滤料要严格按含水层标准粒径选择。并要清洁和筛分，确保滤料质量。2）井管全部下完后，核对含水层与滤水管是否对正，之后立即填料。以防 泥浆沉淀、 塌孔和填粒的错位。 对于浅孔填料应一次填完。 深孔应边填边校核其 深度，以防填粒错位。3）填粒时四周均填，不能集中于一面，以防井管偏移。4）填粒过程中，可用钻杆向井内

9、送入清水，使井管外泥浆向上浮动，这样 可减少泥浆在填粒中的沉淀和避免发生缝塞。5）填粒超高要按规范确定，并要用测强或皮尺校核。（5）管外封闭 井管外封闭一般有两种情况： 一种是井管上部防污染封闭； 另一种是有咸淡 水地区的咸水层封闭。对上层防污染封闭应根据供水要求及粘土覆盖层厚度而定。圭寸闭方法可采用半干半湿的2.53.0cm的粘土球。准备数量应比计划用量 多 25左右。（6）洗井洗井的目的是为了清除井孔内和含水层中的泥浆及细小颗粒， 同时破坏孔壁 上的泥皮， 以增大机井涌水量， 洗井应在井后立即进行， 防止泥浆与含水砂层胶 结，减少出水量甚至机井报废。因此洗井是成井工艺中重要的一环。洗井方法

10、很多，常用的有活塞洗井、空压机洗井、掏筒洗井和水泵洗井等。1）活塞洗井 活塞洗井是破坏井孔泥浆壁，清除已渗入含水层泥浆的有效方法。活塞洗井注意事项： 活塞直径要由小变大， 逐渐增至所要求的直径。 木制 活塞应在水中浸泡一昼夜后才能应用，以免活塞遇水膨胀卡于井内。洗井应由第一含水层开始， 每抽清一层， 再转向下一层。 切勿在刚开始就 将活塞放到井底， 以防泥砂将活塞埋住。 活塞提升速度， 不宜过快以防损坏管 子。但速度过慢洗井效果不好，一般应控制在0.5m/s1.0m/s之间。洗井时间，在粗砂以上含水层，可拉至井内不再进砂为止；在中、细砂含水层，则拉开 泥壁抽清泥浆至进入少量细砂为止。 然后改用

11、抽筒掏出沉淀淤泥， 再用水泵将水 洗清为止。洗井时注意以下几点： 洗井泵的选择应是先小后大，逐渐加大抽水降深； 抽水时间应根据含水层分选情况，连续抽水不低于48小时，有条件时，可结合抽水试验进行； 为了加速含水层内泥浆的启动， 可将出水管插入井管内洗一段时间， 然后 向井外排外。（7）试验抽水试验抽水是管井施工的最后一道工序， 目的在于了解水位的下长值、 涌水量 大小，从而选用水泵类型和规格。1 ）试验抽水设备 试验抽水的设备，主要包括水泵（或空压机）、量水堰（或水表）、电测水 位计等。离心泵一般最大吸程为 8.5 米，仅适用于地下水位浅的井； 深井泵或潜 水泵能吸取深层水， 出水也较均匀，

12、但不适于涌水量较大的井； 空压机在水位埋 深不超过 70 米时，不受水位高低的限制，还可输送含砂量较高的水，但需大功 率发动机，出水不够均匀。2）试验抽水要求水位降深。 试验抽水中的水位下降次数比抽水试验要求低， 通常只进行一 次下降。而抽水试验的水位下降次数，一般为 3 次，至少要 2 次。水位降深值的大小，主要决定于井的最大可能出水量。 其最大降深值的确定， 对于潜水含水层，采用其厚度的 1/31/3 ;对于承压含水层，一般不超过其顶 板高度。 抽水时间。 试验抽水和抽水试验的延续时间， 一般决定于当地的水文地质 条件，在富水地区，水位、水量易于稳定，因而延续时间可以短一点;而贫水地 区延

13、续时间必须加长。 因为在抽水过程中， 井的影响半径逐渐扩大， 必须在水的 补给来源与井的出水量达到平衡时， 水位才能确定。 对试验抽水， 要求动水位和 出水量都达到稳定后，再连续抽水 4 8h;试验抽水和抽水试验时， 要连续抽水， 不允许中间停歇， 对于潜水层尤为重 要。 观测内容。试验抽水和抽水试验的观测内容，包括静水位、动水位、恢复 水位、出水量、含砂量以及抽水过程中的水质变化等。观测时，对水位、出水量都应要求达到稳定。在连续数小时内，出水量变化 的差数，小于平均出水量的 5时，即可认为出水量已经稳定。连续测量水位三 次，每次间隔时间当小时。在下列情况下，即可认为水位已经稳定：使用离心泵

14、或深水泵时，其误差不超土 10cm。此外，水质也应达到稳定。试验抽水或抽水试验结束后，应观测水位的恢复情况。最初 12min 一次, 以后逐渐延长间隔时间。如水位在 34h内，变化不超过1cm即可认为水位已 经恢复。（8）成井验交 水井施工完毕，应进行详细的验交工作。验交应有以下几个方面。1 ）成井验交标准成井验交应遵照国家颁布规范中规定的质量标准进行鉴定，其标准如下。井水含砂含。 井水的含砂量， 在抽完井筒内的存水以后 30s 内，粗砂层应 砂到1/50000以下，中、细砂层地区则为1/20000以下。出水量。凡在工业基 地、水源地，经勘察部门详勘有勘察结论的，机井设计应符合勘察井的要求，其

15、 单井涌水量应不小于勘察井的水量。在文地质条件相同的农灌区，机井出水量应不低于农灌已成井的平均涌水量。 水质。 凡有咸淡水界面区， 机井应有严格的封闭要求。 其矿化度应符合相 对淡水层的矿化度。 当矿化度大于相对淡水层的矿化度时， 说明封闭有一定问题， 应采取补救办法， 诸如封闭层段加内封管或咸水层段浇注水泥砂浆， 经凝固后再 用小一号钻具把密封段钻透， 使下层淡水层承压上来供水泵抽取。 同时应控制淡 水层的开采动水位，防止水位持续下降，以防水质恶化。在无咸水层地区，应注意上层的封闭，防止上层污水的污染。 倾斜度。管井的斜度要求，在井深不超过 500m时，每100米倾斜度不超 2°。2）成井验交应提供的资料成井竣工后， 应由建设部门、 钻井队及生产使用人员共同验交验收， 检验含 砂量、出水量、 水质、井深、淤积和抽水水位降等有关项目， 同时提交以下资料： 机井施工说明书及附图。施工说明书是综合性