水文水井钻孔井结构设计

1、钻孔(井)结构

不仅要考虑井深、地层和井径,还要考虑成井方法、抽水试验等。与钻井安全、成本、工艺、效率、质量有着密切关联。水文地质钻孔主要满足水文地质资料获取,水井主要满足开采地下水。

除普通地质钻孔外,井身结构应包括:

a.孔口管:导正钻孔,防止地表及表层岩土体扰动和冲洗液冲刷,一般2~3米。

b、技术套管:不稳定地层或意外含水层封闭和支护,可有多层。

c.生产井管:包括井壁管、过滤管、沉淀管的直径、孔段和深度。

d.成井:填砾、止水与固井位置及深度。

(1)生产井管结构

由井壁管、过滤管和沉淀管等三部分组成,应符合以下各条规定。

●井壁管:支撑和封闭井壁的无孔管。内径应满足抽水设备的安装和正常抽水要求,若采用深井泵抽水时,安装泵的井管内径应大于泵管外径约50mm。

●过滤管:一般与含水层厚度大体一致,厚度超过30m时,可选用20-30m安装在主要含水层处;若含水层透水性很差时,可适当加长。

沉淀管:底部用以沉积井内砂粒和沉淀物的无缝钢管。与相连的过滤管同径,安装长度一般为4~6m,底部应封闭,顶部在0.5m范围内应加工成过滤管结构。l井管采用丝扣或电焊连接,若使用其他方法连接时,应保证接头不错动或渗漏。井管连接成管柱后,轴心线应一致。l管柱底端和过滤管部位应装设扶正器,确保管柱处在井孔中心位置。

(2)井管性能基本要求

a.具有良好的强度,能承受地层和静水侧压力以及管柱自重产生的拉压力。

b.能抵抗井水腐蚀,有较好的防腐蚀性能。

c.无毒、无味,对井水不污染,能溶于水中的有害物质含量低于国家规定指标。

d.管身圆直,端口平整,连接牢固,密封良好,无渗漏、无残缺、无裂纹。

(3)井壁管类型选择

2.水文地质钻孔结构特点

(1)钻孔的直径(口径)较大。

一般地质勘探孔的主要任务是取岩芯,故口径较小(直径一般小于mm)。水文钻孔,除取岩芯外,还必须满足抽水试验或作为生产井取水的要求。为保证抽出更多的水量和便于下入水泵,当前水文地质钻孔或水井的直径一般均在一mm,最大孔径可达mm或更大。

(2)钻孔的结构复杂

水文钻孔为了分层取得不同深度含水层的水质、水量及动态资料,或为阻止非开采层以外含水层中的劣质地下水进入水井之中,常需对揭露的各个含水层采取分层止水的隔离措施。变径下管止水则是最有效的隔离方法。有时,为减轻随钻进深度增加而加大的钻机荷载或为节省井壁管材,也需变径。

(3)为了保证地下水顺利地进入钻孔(水井),同时又能阻止含水层中的细颗粒物质进入钻孔或防止塌孔,在钻孔揭露的含水层段,常需下入复杂的滤水装置,即过滤器;而对井壁与井管之间的非含水层段,则需用粘土、水泥等止水材料进行封堵,以阻止地表污水或开采含水层以外的劣质地下水沿孔壁和井管之间的空隙流入开采含水层中。因此,水文钻孔的结构较复杂。

(4)为了防止钻进时所用的泥浆(即冲洗液)堵塞含水层,影响水井的出水量,对水文孔钻进时所用的冲洗液质量(密度、稠度等)有严格要求。一般要求尽量用清水钻进;在砂砾石含水层钻进时,泥浆粘度要求在18—25秒之间。在钻进结束后,必须认真地进行洗井工作。对城市生活和工业用水井,正常运行时的井水含砂量要求小于百万分之一;农业灌溉水井,应小于五十万分之一。

(5)为保证水泵顺利下入井中,并长期安全地工作,对水文钻孔,特别是将用于供水的井,对其孔身斜度(孔斜)应有严格要求,一般要求孔身斜度每m小于1度。



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