成井工艺

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4.水泥砾石井壁管 由水泥、粗砂和水按一定的配合比搅拌装模成型。 优点：材料来源方便、成本低廉。 缺点：①强度低、性能脆、重量大、连接不方便、下 管工艺复杂等； ②含有一定量的 co 2 的地下水中，或超过250～ 4000毫克/升的硫酸根以及硬度大的水中不易使用。 用于浅井。 5.聚丙烯塑料井管： 重量轻、耐酸碱、抗腐蚀、无毒、不污染水质、 成本低。但是耐老化性能差。 6.玻璃钢井壁管：又称玻璃纤维增强塑料井管，主要 材料为树脂和增强玻璃纤维。用于各种水质中深和深 井。
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（四）砾石滤水管 实质是用人工将预先按含水层颗粒大小选好额 砾石充填于骨架管与含水层井壁之间，或者将预先 选好的砾石与骨架制成整体的砾石滤水管下入含水 层相当位置。 1.人工围填砾石滤水管 下管质量轻，滤水管挡砂性能较好，但要求井径较 大。 2.筐状滤水管 适用于细砂、粉砂、含泥粉砂层，井浅。 3.笼式滤水管 适用于粉砂、含泥粉砂层，井浅。
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（二）由下而上分层抽水孔的钻探程序： 1.钻穿所有含水层至最下的隔水层→冲孔换浆→下井壁不管和虑水 管→填砾→每个含水都分别止水→洗井→抽水试验→起拔井管→回 填最下部孔段→再进行上部含水层的抽水试验工作，全部手水试验 后，整个孔也全部填好。 2.如采用混合抽水试验时，就是在钻穿全部含水层后，各含水层之 间不加隔离的进行一次抽水试验。 3.若通过抽水试验后，钻井没有使用价值，应进行井管的起拔和必 要的止水和封孔工作。 （三）水文勘探孔分孔抽水试验的钻探程序 此法是根据含水层分层（组）数目和深度，抽水试验的要求， 采用每个钻孔只抽一层的水，然后将分孔的抽水资料综合整理成为 一个分层抽水资料。 这种钻探程序比一个孔进行多层抽水的钻探工作量多一些，但钻进 与成井工艺都比较简单，还可以防止孔内起拔管材的事故。
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LqBK
8.附属工作： 检查起重设备和下管专用工具，对以下工序 ，如砾料、止水物质等材料进行质量和数量的校 对等工作。 二、井管强度校核 抗拉强度校核，提吊最大受力面在最上面。 抗压强度校核，托盘、吊托，最大受力面在最下 面。 （一）按危险断面进行强度校核 危险断面是断面最小的部位。如果是焊接的 ，校核焊口的抗拉、抗压强度。
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二．井壁管 1.钢制井壁管：又分无缝钢管和焊接钢管。 （1）当地下水含有氯离子，硫化氢。磷酸盐物质时不易应用 ； （2）在硬度小的软水和含有二氧化硫的水中对钢管有一定腐 蚀性。用于深井。 2.铸铁井壁管：采用HT15－33号铸铁铸造而成，其强度较大， 成本较钢管低，抗腐蚀能力比钢管强。在含氯离子和碳酸盐类 的地下水中抗腐蚀性能比钢管强。但铸铁管重量大，加工困难 ，下管不太方便。用于中深和浅井。 3.石棉水泥井壁管：采用优质水泥和石棉滚压制成。优点是抗 腐蚀性能强、重量轻、井壁滑、成本低。缺点是强度低，下管 较复杂。用于地下水含有H2S的浅井。
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（四）探采结合、混合抽水孔和开采井的钻探程序 开孔（下入孔管）→钻进→扩孔→扫孔→探孔、冲洗 换浆、排粉→下井壁管和虑水管→填砾→止水→抽水 试验。
第二节 井管
井管是垂直安装在地下的取水管道，它是由井壁 管、滤水管和沉砂管组成，其作用： （1）井壁管是安装在非目的层，起保护井壁的作用； （2）滤水管安装在取水含水层处，起滤水挡砂作用； （3）沉砂管以沉淀水井中所含的砂粒。
p
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5.安全满足条件：


p
n
式中：n－安全系数。
6.井管下入的极限深度为:
2 2 r Lmax ( D1 D2 ) p / nqBK (1 ) 4 rm
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（二）按螺纹扣校核强度 下入井管用丝扣连接后，丝扣受压（拉）应力 后，通常破坏的形式为脱扣，此时井管丝扣受剪 切应力和弯曲应力的双重作用。 1.按剪切应力计算极限深度：
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2.危险断面面积F： F
2 ( D1 D22 ) 4
式中：D1－井管丝底直径；D2 －井管内径。 3.危险断面压（拉）应力

4.井管材料极限抗压（拉）应力为
Q LqBK F 2 ( D12 D2 ) 4
4.井管材料极限抗压（拉）应力为
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（三）包网滤水管 在圆孔或条缝滤水管的外壁缠丝或沿母线焊上 垫筋，然后包上过滤网，再适当绕上铁丝加固，即 形成网状滤水管。（见图3－5） 1.适用条件：除粉砂以外的各种含水层。 2.技术参数：网眼直径选择，能通过下列砂量，其 效果最好。 粗砂：20～30％ 中砂：30～40％ 细砂：40～60％ 3.优缺点： ①进水阻力较大，又易被杂质或粉细砂阻塞； ②不适用于粉砂的流砂层； ③昂贵不经济。
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一．对井管的基本要求： 1.井管应无残缺、断裂、弯曲等现象，连接后应保 证同心； 2.井管应该平整、圆滑、连接后应该吻合严密； 3.井管应有一定的抗压、抗拉、抗弯曲强度，以保 证承受孔壁岩层和填砾的侧向压力和井管自重及其 下管安全； 4.井管直径满足安装抽水设备的要求； 5.井管应该具有较强的抗腐蚀能力（酸碱、细菌 ），压延长其使用年限； 6.井管材质要无毒和不污染水质； 7.滤水管要具有较大的孔隙率，减少地下水，流入 管内的阻力和良好的滤水挡砂性能。
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4.换浆： 用泵自上而下逐渐替换稀泥浆，如反出泥浆的粘 度和稀泥浆相近，换浆工作即可结束。 5.校正孔深：校正钻孔深度。 6.检查排列井壁： 丈量井壁管和滤水管，使之与校正的孔深一致， 以免造成误差，按着下管的顺序对井管进行排水、编 号，并做好记录，务必使滤水管安装到含水层的预定 位置。 7.井管强度校核： 下管前，还要根据下入井内不同材质井管的总质 量，分析其应力状态，并校核井管强度，然后根据井 管类型和受力情况确定下管方法。
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第三节 下井管
下井管工作是成井工艺的关键工序，它直接影响 成井质量，在下管过程中如发生井壁脱落、断裂、 错位、扭斜和中途遇阻等事故，会造成很大损失。 因此，必须认真做这项工作。 一、下管前的准备工作 1.组织工作 做好思想工作，明确分工，密切配合，大胆细心 ，注意设备和人身的安全。 2.探井 查明井壁是否圆滑，如有缩井或不圆现象，应该 及时修整，保证下管顺利。用专用探井仪器，略小 于井径。 3.扫孔：修正井壁，刮掉泥皮。
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1.危险断面受拉（受压）力
=LqBK
式中：q－单位长度井管重量（㎏/m） L－井管长度（l） B－井内液体对井管的浮力系数
r B=1－ r m
其中

－泥浆比重， m－井管比重，K－ 动载
荷系数，K=2～2.5
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Lmax
式中： －井管的许用剪应力，kg/cm2 D－丝扣的平均直径，,cm D 1 ( D D ) 1 2 2 －丝扣内径，cm D1 D2 －丝扣外径，cm b－丝扣根部厚度，cm Z－每时丝扣数
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2.分类： （1）圆孔式：加工方便，成本低，但滤水管挡砂性 能差。（见图3－1） （2）条缝式：利用铣、切割、冲压加工，有长条式 、桥式。条缝的宽度取决于含水层的粒度，其缝宽 度为2.0、2.5、3.0、4.0mm。长度—般制成150mm ，各排条缝之间距离为l0—20mm。（见图3－2） （3）筋条滤水管: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3～4米， 其内每米左右焊接一支撑圈，以增大刚度。 用于涌 水量特别大，50m以内浅井，可以用于涂贴砾滤水 管和缠丝滤水管的骨架。（见图3－3）
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滤水管的类型和结构： （一）骨架式滤水管： 其结构特点是在各种材料的井壁管上用钻孔、模 压、焊割、铣切等方法开有圆孔或条缝作为水通道。 1.适用条件： （1）可做其它滤水管的骨架； （2）基岩不稳定地层及破碎带； （3）含砂量＜10％卵砾石层。
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第三章 水文水井钻进工艺
• • • • •
水文水井钻进的基本程序: 下井管 填石 止水 洗井 抽水试验
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第一节 水文水井钻进的基本程序
安装井内装置工作称为成井工艺。 一．成井工艺程序 成井工艺包括钻进结束后的冲孔换浆、下管、填砾 、止水、洗井、抽水试验等工序。 二．水文水井钻探程序 （一）由上而下分层抽水孔的钻探程序 开孔（下入孔口管）→钻进覆盖层→钻穿含水层至 隔水层→扫孔→冲孔换浆→下入井管和虑水管→填砾 →止水→洗井→观测静水位→抽水试验→观测恢复水 位→起拔井壁管和虑水管→下入套管隔离含水层→继 续钻进→钻穿第二含水层至隔水层→重复进行上述有 关工序直到终孔为止。
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（五）塑料滤水管 原料：聚氯乙烯或聚丙烯热塑挤压成型。 1.技术参数 圆孔或内宽外窄侧梯形 进水面宽0.5～1mm；出水面宽2～4mm，孔隙率 ρ=7～8％，直径为4、6、8时，长度为2m. 2.适用条件：抗腐蚀，连接方法较多，重量轻加工 方便，运输方便，但受温度影响较大。
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（二）缠丝滤水管（常用） 无缝钢管或铸铁管经过打眼、垫筋、缠丝、焊接等工艺 制成。（见图3－4） 1.适用条件：粗砂、中砂、细砂地层 2.技术参数： 垫筋：Ф6mm钢筋 缠丝：8～ 14 # 钢丝 缠丝截面形状：圆形 8# －3.2mm 10 #－3.0mm 12 #－2.4mm 14 #－2.2mm 锥形、三角形、梯形。 孔隙率：ρ＝15～20％ 3.优缺点：滤水挡砂性能较好，但不耐腐蚀。
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(六)贴砾滤水管 1.适用条件：细砂含泥、粉砂含水层。 2.材料：砾料、骨架管、粘合剂、石膏等。 3.优缺点：通水挡砂性能好，使用方便，成本低，并可以缩小钻井 直径，简化成井工艺，但下管时要小心，以免损坏贴砾层。 （七）玻璃钢滤水管 玻璃纤维制成。 优缺点：取材容易，制作简单，成本低，透水能力较好，抗腐蚀， 可跟金属管同用，连接可用螺纹、焊接，但是强度低，易破碎。 四.沉砂管 安装在井底部的井壁管。 作用：收集，贮存进入井内的泥、砂，以免堵塞滤水管。如果井下 部时是稳定底层，可以不下管，而裸孔。
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三.滤水管类型和结构： 滤水管是在井管外圆周按一定的技术要求和规格 开成进水通道的管材。滤水管是安装在井壁管的下部 ，位于开采含水层的相对位置。 对滤水管的要求： （1）地下水通过滤水管时阻力小，流速不超过允许 值，以免扰动含水层同时，要具有较大的孔隙率，以 获得最大出水量； （2）具有良好的挡砂作用，能够阻挡含水层中的细 小沙粒，且又不堵塞滤水管的孔隙； （3）具有足够大的机械强度，能够承受下管时的负 荷和地层侧压力； （4）具有较强的抗腐蚀能力，以延长水井使用年限 ，同时，不至于因滤水管被腐蚀而影响水质。