第四节 水源井工程的施工方法

1、第四节 水源井工程的施工方法4.1 井位的确定根据机电井设计选择合适的井位。根据实际情况确定井位，并用GPS 定位。4.2 机电井的施工一般顺序施工前的准备，包括选择钻井机、研究地层的可钻性、钻机安装和施工备料，采用的钻进方法和护壁措施；然后是钻机试钻，正式开钻以后需要的地层采样和编录工作；疏孔、换浆和试孔工作；下井管，选择合适的下管方法非常重要；填砾和管外封闭；洗井和试验出水；取样化验。4.3、钻井施工（1）、常用的钻进方法地层为黏土类、沙、沙砾石，地下水静水位在3 米以下，无大块碎石、卵石的情况，选用钻机为回转式反循环，钻进方法为反循环钻进。地层为岩基，36 级基岩时，选用回转式正循环钻机

2、，钻进方法为硬质合金钻进或牙轮钻头钻进；当基岩在69 级时，钻进方法为钢粒钻进。岩层漏水严重的情况，选用钻机为气举型潜孔锤，钻进方法为用压缩空气排岩屑钻进。本标段地层为黏土类、沙、沙砾石，地下水静水位在3 米以下，无大块碎石、卵石的情况，选用钻机为回转式反循环，钻进方法为反循环钻进。（2）护壁措施钻进中常用的护壁措施有泥浆、水压、套管三种，一般在黏土或稳定地层，采用清水钻进，用水压护壁，此时需要超过静水位3 米以上的水头压力；在松散、破碎易坍地层用泥浆护壁，在严重漏失地层或缺水地区，采用压缩空气护壁 ，基岩顶部的松散覆盖层或破碎岩层一般用套管护壁。（3）泥浆指标测定与测定方法泥浆除主要用来固壁

3、外，还有冷却钻头、携砂、润滑钻具等作用。因此 ，在钻也避要根据地层变化掌握和合理使用泥浆，泥浆的主要指标和测定方法。泥浆的比重测泥浆单位体积重量 ，以克/厘米3 表示。测定工具采用玻璃外比重计和1000 毫升水量筒。将泥浆注入量筒内，在将玻璃比重计放入量筒内，比重计与泥浆液面的相交的刻度值即为比重值，合适指标数值为1.11.2，高压含水层与易坍塌地层酌量加大。泥浆的粘度阻碍泥浆流动的特性，以秒表示。测定工具需要粘度计、三角烧瓶及秒表。测定方法是先用手指堵住粘度计管口，将1,000 毫升泥浆倒入粘度计，然后移开手指，同时开动秒表，当漏入三角烧瓶的泥浆体积达到500 毫升时停住秒表，其读数为粘度值

4、 。相应指标数值砾石、粗砂、中砂层为1822 秒，细粉砂为1618 秒。含砂量测量工具采用小肚量杯及秒表。将1,000 毫升泥浆和900 毫升清水倒入小肚量杯，摇动使之混合均匀，静置三分钟后，量杯下端的沉积物的体积即为含砂量。冲击钻进时，孔内泥浆含沙量不大于8%，回转钻进时，入孔泥浆含沙量不大于12%。胶体率表示泥浆悬浮性程度。当泥浆静止24 小时后，泥浆体积和原体积的比值。测定工具采用1,000 毫升量筒，在量筒内倒入1,000 毫升搅拌均匀的泥浆，上盖玻璃盖，静置24 小时，泥浆沉淀后的体积与原体积之比。冲击钻进时指标不低于70，回转钻进时不低于80。（4）地层采样与编录地层的采样松散层钻

5、进时，一般只采鉴别样，所采岩土样，应尽量符合原地层的颗粒组成，鉴别样每层至少取一个，含水层23 米采一个，非含水层35 米采一个，变层处加采一个。岩土样重量(干重)不得少于:砂1 公斤,砾3 公斤,卵(碎)石5 公斤.基岩岩芯采取率,完整基岩为70%以上,构造破碎带和风化带30%以上。地层编录。土样和岩样（芯）必须按地层顺序存放积，及时编录和描述。土样和岩样（芯）要保存到工程验收。按照土的分类和定名标准表确定。108.定名时，应根据颗粒分组由大到小，以最先符合者确定。.野外临时定名，可采用一般常用的经验方法。土的野外鉴定方法用手搓土条，用刀切，干燥后坚硬程度等等。（5）疏孔、换浆和试孔方法松散

6、层中的井孔，终孔后应与设计井孔规格相适应的疏孔器疏孔，达到上下畅通。泥浆护壁的井孔，除高压自流水层外，应该破除附着在开采层孔壁上的泥皮，孔底沉淀物排净后，再逐渐调稀泥浆浓度。一般要求达到出孔泥浆与入孔泥浆性能接近一致。下井管前，应校正孔径、孔深和侧斜。井的直径不得小于设计孔径2 厘米；孔深小于100 米，其偏差不得超过设计孔深的正负20 厘米；孔深等于或大于100 米时，其偏差不超过设计孔深的正负2%。破壁的目的是破除钻进时形成泥皮，扩孔破壁用直径比原钻头大2030 毫米的螺旋阶梯钻头扩孔破壁的钢丝刷破壁在疏孔器上焊上钢丝，与含水层处上下提拉；换浆与破壁同时进行，将泥浆孔中的稠泥浆换稀，注意先

7、稀后浓；疏孔为保证下管安全，采用疏孔器进行，疏孔器上焊34 个导正圈 ，其直径比孔径小2030 毫米，圈的直径为2 米。疏孔器总长不小于8 米。（6）井管的安装井管的下入方法，根据井深、管材的类型、强度、重量及起吊设备条件等进行选择。井管采用D273mm 焊钢管，分实管和滤水管两种，滤水管外包绕滤水网。井管安装前按照实际地层资料校正井管设计，然后进行井管的组合、排列、测量长度，并按井管排列顺序编号。下管方法有悬吊下管方法、托盘下管方法、多级下管法，井管的一次下管长度，规范有要求，钢制井壁和及过滤器允许一次吊装长度250500 米，塑料井壁管及过滤器为小于或等于150 米。井管的连接必须做到对正

8、接直、封闭严密，接头处的强度应满足下管安全和成井质量的要求。取过滤器安装位置的上下偏差不得超过300 毫米。采用填料过滤器的管井，井管应位于井孔中心，下井管时安装井管扶正器，其外径比井孔直径小3050 毫米，根据井深和井管类型确定扶正器的数量，一般间隔320 米安装一组，每井至少安装两组。井的底部一般应坐落在坚实的基础上，若下部孔段废弃不用时，必须用卵石或碎石填实。（7）填砾滤料必须按标准要求严格筛选，不合格颗粒含量不得超过15%，滤料除按设计备妥外，还要准备一定数量的余量。填砾一般采用循环水填砾或静水填砾。方法有边冲边填法、先冲后填法、整体以下入法。1）边冲边填法，投砾时，在管内下入钻杆,井

9、内稍加密封，冲浇投砾，视管内含水层的稳固性采取大泵量或小泵量冲洗。在用泥浆冲洗液的钻孔可防止稠泥浆沉淀填砾达不到预定孔段。2)先冲后填法，填砾前彻底换浆，然后停泵投砾，可观察井口反水头形态，判断是否堵塞。适用于较稳固的地层，填砾较密实。3)整体下入法，多采用笼状或框状过滤器，砾料随过滤器一起下入井内。（8）封井止水方法封井止水的目的是为了隔离钻孔所贯穿的透水层或漏水带，封闭有害和不同的含水层。根据实际情况可以采用不同的止水方法和材料，一般机电井井口段用黏土封闭。粘土，适用于松散层和裂隙，水压和水流不太大，隔水层在五米以上。选取用优质黏土搓成直径为35 厘米的粘土球。阴干后投入管外的环状间隙中，

10、投放速度不宜过快，以免中途堵塞。同时注意保护井孔，以免粘泥填塞含 水层。水泥，与粘土适用条件相同，还可用于岩层破碎带地段止水。施工方法与黏土相似，为加速水泥凝固，常加入适量的氯化钙和食盐，做成水泥球。不良含水层一般用黏土球封闭，要求较高时用水泥砂浆封闭，粘土球应用优质黏土制成，直径为2530 毫米，以半干为宜，投入前应取井孔内的泥浆做浸泡实验。管外封闭位置，上下偏差不得超过300 毫米。压力灌浆治水，须对含水层进行长期封闭的井孔，用一定的压力使水泥砂浆或水泥浆（1：11：2）渗入所需封闭的含水层段，把含水层全部封闭。（9）洗井和抽水试验洗井。填砾结束后，应进行洗井，按井的结构、管材、钻井工艺及

11、含水层特征选择洗井方法和机具。根据工程需要采取交错式联合洗井，洗井的质量要求是洗井时抽水应达到设计降深，洗井完毕后，井水含砂量应符合要求。洗井完毕后，井底的沉淀物厚度应小于井深的5/1000。、活塞洗井，中、细、粉砂层中，采用填砾或包网过滤器，活塞的外径一般比井管内径小812 毫米，井深在100 米以内时，包括附属工作需要三到四的台班，纯拉活塞时间为15 小时。粗砂、砾石、卵石层中，井深100 米以内纯拉时间2025 小时。使用前应放入水中浸泡24 小时，防止遇水膨胀卡住。应先从第一含水层开始，每抽清一层，再转入下一层。提升速度控制在0.6 秒到1.2 秒之间。、喷嘴反冲洗井，将空气管和喷嘴下

12、井内，送风后用提升机具使空气管和喷嘴在过滤器中匀速移动，每米洗35 分钟，反冲洗完毕后，再安装同习式水管和风管，进行洗井，洗清为止。、封闭反冲洗，将进口封闭，用同心式安装水管和风管，并将水管下至所洗含水层，110在水管外侧再下入一风管，轮流在二根风管中时而送风，时而停风，送送停停，使水位震荡，冲击井壁达到洗井的目的。、水泵和空压机联合洗井，将钻杆下到沉淀物以上，开泵送水，把泥浆和沉淀物冲置一定高度，在用空压机送风，将其排出管外。钻杆应随沉淀物的减少而逐渐下放，直到冲净。、高压水泵或泥浆泵洗井，用钻杆将冲孔器下至含水层，然后用水泵（泥浆泵）将清水送入冲孔器，自下而上分段冲洗，冲洗器外径越接近井管内径效果越好。、试验抽水。试验抽水一般做一次大降深抽水，水位稳定延续时间，松散层不少于8小时，基岩和贫水区以及水文地质条件不清地区应适当延长水位稳定时间，做三次降深抽水。、试验抽水终止前应采取水样，进行水质分析。、试验抽水应达到设计出水量，限于设备不能满足条件，亦不应低于设计出水量的75%。、进行抽水试验，水泵出水后30 分钟采取水样，用容积法测定含沙量：中、细砂含水层不得超过1/20000，粗砂、砾石、卵石含水层不得超过1/50000。水源工程主要包括：新打机井12 眼，根据当地情况，井深100m 左右。根据当地现有机井