水文钻探与成井工艺

水文钻探与成井工艺
第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构 5）供水水井的井身结构
(4）基岩水井的结构—当开 发基岩中水时，必须将上部 地表水或第四纪的含水层加 以封隔，以保护基岩中水质 和量。
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第二节 钻进方法 钻进方法
冲击钻进 回转钻进 反循环钻进 空气钻进 潜孔锤钻进等
(2)中深供水井的结构—当 井 深 超 过 l00m 、 小 于 300m 时 称 中 深 井 。 井 管 以钢管、塑料管和铸铁管 居多；井管内径多在 200—300 mm。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构 5）供水水井的井身结构
(3)深供水井的结构—超过300 m 的供水井称深井。多用于城市供 水、工业供水和一些浅部地下热 水的水井。这种井要求管外严格 牢固地密封，且中间采用多层的 技术套管，结构比较复杂。
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第一节 概述 二、水文、水井钻探的特点 水文、水井钻探的特点，概括为：
4）设备型式多—由于钻进方法多，要求钻进设备与之相适 应。因此，当前水文地质水井钻探所用的设备类型繁多。 5）劳动强度大—由于水文地质水井钻探孔径大，破碎岩 屑多；因此，给钻探工人增加了劳动强度。
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第一节 概述 一、水文水井钻探的目的及分类
1、水文钻探
1）水文地质普查孔（简称水文地质孔） 主要是获取地层情况，如地层的岩性、结构、地质构造
和含水层的埋藏深度、厚度、性质等。一般用于未进行过 水文地质工作的地区。通常采用常规的口径，进行取心钻 探，满足钻探工程的六项指标——岩心采取率、校正孔深、 孔斜、简易水文观测、原始记录和封孔等。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
1、水文孔下入孔内套管的类型 孔口管1 是供加固孔口而用 的，孔口管所下的深度，依上 部岩石稳定情况而定，一般为 2-3 米 。 管 外 空 隙 用 水 泥 浆 浇 注或用粘土固结。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
1、水文孔下入孔内套管的类型 导向管2 除了保证钻孔垂直以外，还要封闭上部无用的含水 层，或防止不稳定的松散岩石层发生漏失，在钻进下部岩层 时约束钻具而导向。当钻孔深度为300-500米时，下入的深度 可达70-100米；当钻孔不深时（100-150米）导向管安装6米 即可。有时导向管与技术套管为同一管柱，在这种情况下导 向管的深度可以增加。在另一些情况下，导向管和井口管亦 可合二为一。
2）水文地质勘探钻 孔的结构
水文地质勘探孔主 要是获得水文地资料。 因此，钻孔必须进行 抽水试验，要求滤水 管直径不小于108 mm。
2、水文与水井钻孔结构
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构 3）探采结合钻孔的结构
探采结合孔其特点是既要满足勘探钻进的要求，又要考虑成 井的需要。探采结合钻孔的滤水管多采用直径146 mm或更 大的滤水管。上部井管应根据下入井内的深井泵体直径的要 求而定。一般井管直径比深井泵公称尺寸大一级。
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第三节 成井工艺 疏通目的层，在整个成井工艺中占的比重较大。通常采用 对准目的层安装滤水管，因此，有人说滤水管是水井的 “业务区”，成井工艺中，其它问题都是围绕着滤水管而 开展的。 一、滤水管 滤水管是安装在不稳定的、但要求出水的含水层段，如 砂层、岩石碎裂的断层带。滤水管应该是能让含水层中的水 自由而通畅地流人水井内，同时又要阻止砂或碎岩随水流人 井内，简述为：滤水阻砂。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 1、水文孔下入孔内套管的类型
技术套管也称中间套管5 当钻进到达目的层之前，出现 了意外的含水层或不稳定岩层，有坍塌或严重漏失，严重 影响继续钻进进时才下技术套管。技术套管是为了解决施 工技术而下的套管。因此尽量少下或不下技术套管。
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第三节 成井工艺 一、滤水管 1、滤水管的类型和结构
2）缠丝滤水管
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第一节 概述 二、水文、水井钻探的特点 水文、水井钻探的特点，概括为：
1）地层复杂—水文、水井钻探大多工作在第四纪的卵 砾层、砂层、粘土层或基岩裂隙层。这些地层给钻探工 作带来的问题是塌坍、漏失和不易取芯等。故称为“复 杂地层”，即发生事故多，效率低，钻进和采芯都困难 的地层。
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水文钻Biblioteka Baidu与成井工艺
第一节 概述 一、水文水井钻探的目的及分类 2、水井钻探
为了供水的需要而进行的钻凿管井的钻探工程称水井 钻探。水井钻探所形成的孔径大，因此称井。下井管专 为供水的井称供水管井。随着大气水、地表水、地下水 的“三水”统管工作的发展，水井钻探已超出了供水范 围，它与地下水的补给、污水的排除、城市地面沉降与 回升等工程联系起来了。
过滤管（也称过滤器）4，安装在含水层段，地下水经过 过滤管流入孔内，再经抽水机达到地面。在过滤管以下往 往安装一段沉砂管。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构
水文、水井钻孔结构是高效施工和优质钻进的前提，也是 获取完整的水文地质资料的保证。
在相同的地层条件下，由于钻孔的功用不同，可以设计 出不同的钻孔结构；而一个优良的钻孔结构设计，可以适 应相当范围的地层条件。因此，钻探技术水平的高低，也 反映在钻孔结构设计上。
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第三节 成井工艺 一、滤水管 1、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管 （1）圆孔滤水管：
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第三节 成井工艺 一、滤水管 1、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管 （1）圆孔滤水管：
圆孔滤水管的圆孔直径d取决于含水层颗粒的大小及其均 匀度，一般常为10 -20mm左右。若作为其它类型滤水管的 骨架，则d可取大些。孔间距决定于d，一般取a= (2.53.0)d 孔隙率对于钢质滤水管可制成孔隙率在30% 以上，铸铁滤 水管可在23% 左右；石棉水泥滤水管则在15-16%
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第一节 概述 一、水文水井钻探的目的及分类
1、水文钻探 2）水文地质勘探孔（简称勘探孔）
在普查后已初步掌握地层、构造等情况的基础上，着重了 解地下水的水量、水位、水质、水温等情况。为合理开发地 下水及正确评价地下水而进行的工作，这就需要分层观测， 分层抽试，单、群孔抽水等，借以达到正确划分含水层的组、 段，地下水流向，补给关系，地下水下降漏斗等。
第一节 概述 二、水文、水井钻探的特点 水文、水井钻探的特点，概括为： 2）钻孔结构复杂—由于要获得分层水文地质资料，就要 求切断各含水层之间的水力联系。因此，下入套管的层次 多；钻孔直径大；止水要求严格；井身结构复杂。 3)钻进方法多—由于地层复杂，即使在一个钻孔中，往往 会遇到迥然不同的几种地层，因此，使用多种钻进方法。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
2、水文与水井钻孔结构
1）水文地质普查钻孔的结构 水文地质普查钻孔要求全孔取芯， 终孔直径一般为110 mm岩芯采取率 不低于75 %，直径127mm的套管是 做为必要的护孔管。井口管直径 146mm的套管或更大。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
（5）具有安装方便、成本低廉以及取材容易等。
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第三节 成井工艺 一、滤水管 1、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管 骨架式滤水管除独立用作滤水管外，还常作为其它类型的 滤水管的骨架。根据所开的健水孔的形状，骨架式滤水管 有三种型式。 （1）圆孔滤水管：圆孔滤水管是在井管上利用钻床打眼加 工制成，圆孔交错排列。
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2020/11/22
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第一节 概述 一、水文水井钻探的目的及分类
1、水文钻探 水文钻探是以查明地下水的埋藏条件，运动规律，水质、
水量以及水温等水文地质规律为目的的。达到普查、勘探 地下水的储量，为合理的开发利用、保护或补给地下水提 供所需的资料。以所处的水文地质勘探阶段、性质的不同， 水文孔又分为以下几类：
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第三节 成井工艺 一、滤水管
对滤水管的要求，可概括为以下几点： （1）具有最大的进水面积，以减少地下水经过它时的阻力。 （2）具有足够大的机械强度，能满足安装井管时的负荷和抵 抗地层的压力。
（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。
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第一节 概述 一、水文水井钻探的目的及分类
1、水文钻探 3）探采结合孔 在取得水文地质资料的基础上，为了合理开发地下水， 进一步了解水文地质情况，同时考虑工农业急需，将已取 得资料的孔（或取得部分资料）移交生产部门使用，作为 开发井，同时在开采生产中进而取得地下水的资料。这样 的孔既要满足收集水文地质资料的要求又要满足开采生产 对水质、水量、卫生以及永久开采的要求。
2、水文与水井钻孔结构
5）供水水井的井身结构
(1）浅供水井（浅井）—浅供水 井是指深度在60m以内的农田灌 溉井。井径一般大于400 mm的 口径，井管采用铸铁管、混凝土 管等。井身结构多为一径到底。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构 5）供水水井的井身结构
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第三节 成井工艺 一、滤水管 1、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管 (2)条缝式滤水管
条缝的宽度取决于含水层的粒度，其标准宽度为2.0 2.5 3.0 4.0mm 长度一般制成150mm，各排条缝之间距离为10 -20mm
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第三节 成井工艺 一、滤水管 1、滤水管的类型和结构 1）骨架式滤水管 (3)筋条滤水管：筋条滤水管是在滤水管两接头间焊以直径 为10-16mm的钢筋或三角形的钢条。围成圆柱形，长约34m。其内每隔一米左右焊一支撑圈，以增加其刚度。
第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 1、水文孔下入孔内套管的类型 开采管在水文钻探中称抽水管3 它有时代替导向管和技术 管封闭上部的无用含水层和不稳定岩层。一般开采管下到 目的层的顶板。它是含水层中的水必经之路。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 1、水文孔下入孔内套管的类型
第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
水文钻孔设计包括：开孔直径、终孔直径、钻孔深度、中 间套管的层次结构和深度、过滤器的类型和规格、止水方 法和抽水试验、钻进工艺和成井方法等内容。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
1、水文孔下入孔内套管的类型
下入孔内的套管类型综合起 来有五种：孔口管1；导向 管2；开采管3；过滤管4； 为了能使钻进顺利进行而下 的套管称技术套管5。
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第三节 成井工艺 成井工艺：包括钻孔钻进结束后的冲孔、换浆、安装井管、 填砾、止水、洗井和抽试等工艺过程。
成井工艺的目的概括起来为两个方面：其一，将含水层 （目的层）的水经过疏通而能自由地流入井内；其二，封 闭或隔离非目的层，以防止地下含水层的水互相串通或污 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。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构 5）供水水井的井身结构 供水水井在井径上要求要大一些，其管外止水密封采用永 久性的封固。 供水水井由于用户要求不一，使用的目的也各异，井管种 类繁多。因此，在设计井身结构时都应加以考虑。
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构 2、水文与水井钻孔结构 3）探采结合钻孔的结构
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第一节 概述 三、水文与水井的钻孔结构
2、水文与水井钻孔结构 4）水文地质长期观测钻孔的结构 水文地质长期观测钻孔的任务是在取 得水文地质资料后，要进行长期的监 测地下水的活动情况。因此，水文地 质长期观测钻孔要有较好的成井工作， 钻孔结构要设计得合理。