第七讲成井工艺.ppt

第七讲 成井工艺 第四章 成井工艺 水井钻的成井工艺（Completing Water Wells），包括钻孔进结束后的冲孔、换浆、安装井管、填砾、止水、洗井和试抽等工艺过程。这些工序是相互衔接的，但又各有其要点。 成井工艺的目的概括起来为两个方面： （1）将含水地层（目的层）的水经过疏通而使其能自由地流入井内； （2）封闭或隔离非目的层，以防止地下含水层的水相互串通或污染含水层。这种有选择的疏通和封闭，是成井工艺要解决的主要问题。 第一节 滤水管 ? 滤水管是水井井管的一部分，当钻进成孔达到设计要求时，为了将井内地下水抽取至地表，必须首先在钻孔内下入井管。 三个部分一般可通过螺纹丝扣或焊接的形成连接成一个整体管柱。 其主要作用是抽取地下水时，为随地下水流入井内的细小岩土颗粒提供沉淀空间； 滤水管一般在井管柱的中下部，在井内位于含水层位置，其主要作用是保护钻井内的含水地层，起滤水挡砂作用； 而井壁管位于井管柱的中上部，其主要作用是保护含水层以上井壁，防止塌孔，同时为地下水分层止水及抽水设备的下入与安装创造条件。 （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。 一、过滤器的类型和结构 目前，常用的过滤器按其结构可分为四种类型： （1）骨架式过滤器 （2）缠丝过滤器 （3）网状过滤器 （4）砾石过滤器 过滤器类型的选择主要是根据含水层颗粒大小和岩石的性质。 （一）骨架式过滤器 骨架过滤器是一种结构最为简单的过滤器。它的基本特征是：一节有孔隙的管子，即在各种材料的管子上，用钻凿、模压、焊割、铣削等方法开有圆孔或直缝作为进水的通道。 骨架式过滤器除既可作独立的过滤器，也可作为其他类型过滤器的骨架。根据孔的形式的不同，骨架式过滤器又可分为圆孔过滤器、直缝过滤器、筋条过滤器三种。 1．圆孔过滤器 在管壁上钻有圆孔，圆孔交错排列，各圆孔中心位于等边三角形的顶点，如图所示。 2．直缝过滤器 在管壁上开有长方形孔，或直缝。其排列方式可以是并列式，也可以是各排交错排列，在个别情况下不但排与排之间交错而且行与行之间也相互交错，如图9-2所示。 直缝过滤器由于孔眼横向尺寸比圆孔过滤器小，过滤能力较强，故适用于粗砂含水层，也适用于卵砾石层及坍塌裂隙含水层。但此种过滤器加工较困难，需要专门的铣槽设备，因而应用较少。 3．筋条过滤器 在两节短管之间焊以直径为10～16mm的钢筋，钢筋围成圆柱形，每根长约3～4m。其内每隔1m左右焊一支撑圈，以增大其刚度，如图9—3所示。 （二）缠丝过滤器 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，在管外每隔40~50mm焊上直径6mm的垫筋，然后再缠金属丝。 （三）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。如图5.2—5所示。 相对于砾石过滤器，贴砾管直径较小，适用于直径较小的井孔中，且成井工艺简单，但其强度较低，下入井内时，与井壁碰撞易损坏。 此外，还有玻璃钢滤水管、塑料滤水管、陶瓷滤水管等多种类型。 二、过滤器的选择 过滤器的选择除应满足一般要求外，还应综合考虑水文地质条件，技术条件及化学和细菌因素的影响。 （二）技术条件 1．根据过滤器的使用目的、期限选择过滤器 临时供水井和水文地质试验孔中的过滤器，可降低对制造材料的要求以及防腐要求，砾石充填物的厚度可以缩到最小程度。而长期供水井中对材料的防腐保护要求则大大提高，砾石充填物的厚度应增加。 2．根据预定的取水量选择过滤器 如果井的预定取水量较大，就需要选择滤水面较大的过滤器，增大过滤器直径和砾石充填的厚度是扩大滤水面的重要途径。 （三）化学和细菌因素 四、过滤器基本尺寸的确定和计算 过滤器基本尺寸有：滤水孔大小，孔隙率，过滤器的长度和直径。 基本尺寸是否合理，将影响过滤器工作性能、水井的水质与水量等。 1．滤水孔尺寸的确定 滤水孔尺寸的大小必须与含水层粒度相适应，合理的滤水孔尺寸确定原则是允许含水层中50～70%的细砂粒通过，使含水层井壁的剩余粗颗粒形式“圆形拱”。 一般情况下，各滤水管的孔隙率为： 圆孔、直缝过滤器：m=20~40% 筋条缠丝过滤器：m=40~60% 网状过滤器： m=20~35% 贴砾过滤器：m=15%左右 水量轻小的水井中 m=10~15% （3）在设计过滤器长度时，应确定一个合理的有效长度。实验表明，随着井内过滤器长度的增加，井内出