基岩区水井施工技术研究

基岩区水井施工技术研究基岩区水井施工技术研究摘要：基岩区的水主要是岩溶裂隙水，出水量的大小取决于岩石裂隙导水通道大小、多少。针对这一特点，在分析如何提高基岩区水井涌水量的前提条件下，提出钻孔径裂爆破和稀盐酸洗井工艺。通过采用钻孔径裂爆破作用，增大或增多导水通道，增加酸的渗透反应距离；稀盐酸主要与基岩中的碳酸盐反应、溶解，疏通水道，从而对提高单井出水量，成井质量和成井率具有一定的指导作用。关键词：钻孔径裂爆破稀盐酸洗井

我们在第四系地层水文水井施工中，基本掌握了成井技术，而对在基岩区水井施工及成井技术还不熟悉，主要是如何提高单井出水量，就要了解基岩区地层含水方式和涌水方式；基岩区的水主要是来自岩溶裂隙和发育裂隙，往往涌水量较小，满足不了工程施工或生产生活用水，如果在钻孔内不同深度的岩溶裂隙段（灰岩、白云岩）采用钻孔径裂爆破和稀盐酸洗井，就有可能提高水井的出水量。这一理论是通过我们在基岩区地质勘探施工中经常出现漏失水现象而提出的，如裂隙越大、越多，失水量就越大，反过来讲则是涌水就越大，再用钻孔裂隙爆破，增大增多裂隙，进一步增强涌水量，以提高单井出水量，成井率。1地层及钻孔结构1.1水文地质勘察经过地质勘察技术部门采用地表物探、仪器探测，初步了解地下含水量，确定井位；再用钻探方式勘察地下含水层，静水位高度以及水质，水井静水位的选定段在０－４０米，根据以上所得数据，设计钻井深度。1.2钻孔结构在基岩中，井径设计，井径Φ300mm，井深约120m，采用钢粒钻进或三牙轮钻头钻进至终孔。在上部为松散的沙土层，粘土层中，上部松散的沙土层，粘土层采用低固相泥浆钻进成孔，钻至基岩１m左右，下入钢质井管护壁；基岩层采用清水作冲洗液,采用钢粒钻进或三牙轮钻进至设计要求深度成井。钻井结构：上部孔径Φ400mm、井径Φ320mm,基岩面以下孔径Φ25终孔成井后，经过抽水试验，测量单井出水量的情况，如果达不到设计和用水需要的要求，再通过对钻探时采取的岩心进行分析，了解岩石裂隙区段，岩石成分的确定，主要是碳酸盐（CaCO3、MgCO3），如果采用在岩溶裂隙井段进行钻孔裂隙爆破和稀盐酸（或其他化学剂）洗井，从理论上讲，能对水井出水量有一定的提高。2钻孔径裂爆破2.1钻孔径裂爆破的作用钻孔径裂爆破实际就是使爆轰气体进入裂隙或溶洞，使裂隙或溶洞沿径向方向延伸扩大，拓宽裂隙的透水性，增加酸性物质渗透反应的距离，进而增多或增大导水通道，部分增加水井单井出水量。2.2爆破材料选用研制或购买的侧向爆破器，就是使爆轰气体产生径向运动，才能使裂隙或溶洞在爆轰气体的作用下，扩大、延伸。炸药选用硝氨炸药，雷管选用普通电雷管，侧向爆破器的规格，最大直径约为钻井直径的三分之二，长度要根据含水层区段裂隙的井径长度而定，最好为井径的2-3倍，炸药量要根据岩石的硬度，钻孔的直径裂隙区段长度而定（最好做几次试验来确定），从有关的资料上看，一般装药量为2-4Kg2.3爆破方法在孔口上方固定一个定滑轮，采用Φ6mm普通钢丝绳作提引绳，通过定滑轮将串联的2-3个爆破器材（根据钻井中裂隙的区段而定）下入井内预定位置，爆破器串联间隔15米左右，母线连接在起爆器的接线柱上，工作人员要撤离距孔口20米以外，闭合起爆器开关，起爆5分钟后拆开起爆器母线，提出钢丝绳及起爆器母线。3稀盐酸洗井工艺3.1稀盐酸的配制往往化工厂的工业盐酸浓度大，挥发性强，所以使用时必须用水稀释；稀释过的盐酸浓度一般为15%左右，为增强盐酸处理效果，可根据现场条件，在稀释好的稀盐酸中加入一些其他试剂。3.2稀盐酸的洗井机理稀盐酸主要是与基岩中的碳酸盐发生反应，生成可溶性盐、水和二氧化碳，可用下列化学方程式表示出来：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑(石灰岩)4HCl+CaMg(CO3)2=CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑(白云岩)根据岩石主要成分的不同，可选用不同的溶盐试剂，目的都是一样，通过化学反应。增大或增加裂隙，进而增大或增多导水通道，进一步增加出水量。3.3稀盐酸的洗井工艺将向孔内注酸的Φ89mm钻杆下到距孔底2m左右，上部通过主动钻杆、水龙头、高压管与BW850往复式泥浆泵相连，一次性将计算用量的稀盐酸注入孔内，用量根据定水位以下孔段的容积，再加上实地容积的1/3-1/2的渗透量。根据上述钻孔设计，大约用量为4m3-5m3。注完酸液后，再注入约2m3清水，清洗管路，然后将钻杆提出，静止停待2-3个班的时间（LINKWord.Document.8F:\\工作\\20090104\\3\\基岩区水井施工技术研究\\基岩区水井施工技术研究1.docOLE_LINK1\a\r错误！链接无效。20小时左右），采用空压机震荡排渣，或采用CO2气冲洗排渣，必要时可采用活塞洗井法。（使用活塞前要用钻井用的钻头探孔，以防活塞被卡）再用空压机洗井，待水变清为止，同时要做抽水试验，监测水位出水量，并取水样化验水质。4结束语通过对基岩水井钻孔径裂爆