水文水井钻孔结构与施工设计方案

及卵砾石层均适用，常用 层钻进较其它回转钻进
于不取心钻进
效果更好。
硬质合金 钻进
常规口径 1-6
大口径 1-4
第四纪松软地层及较致密、钻头加工容易，成本较 完整基岩钻进，不适用于 低 卵砾石层及破碎地层
续表3-1
钢粒钻进
合金钢粒 混合钻进
常规口径 适用于基岩、漂砾、卵砾石 7-10 层，尤其适用于大口径取心
环钻进。
1. 基岩地层：采用一次钻进成井工艺；
2. 第四纪地层，要求全部取心的钻孔: 可采用常规口径(钻孔直径 φ ≤174)钻进取心，大口径(φ>174)扩孔成井工艺；
3. 只要求定深取样的钻孔：可采用不取心钻进工艺钻进，定深取 样，一次钻进成井；
4. 不要求取心钻孔：采用不取心钻进工艺施工，一次钻进成井。
段和深度； 填砾、止水与固井位置及深度。
1.3 确定水文水井钻孔结构因素
依据：钻孔类型、水文地质条件、终孔直径及深度、钻进工艺方法 、 抽水方法及钻探设备等。
1.3.1 钻井深度： 勘探和开发地下水目的层。 多层含水层的钻孔深度为最下层含水层的深度；分层取水：钻穿最
下一个含水层、下抽水管、临时止水、洗孔、抽水试验、拔抽水管、 回填；重复。 生产井，长期观测孔: 在底板继续钻3-5m 终孔（沉淀管）。
失和取芯困难; 钻孔结构复杂：分层取水文地质资料；井身结构复杂; 钻进方法多：反循环、空气钻进、 潜孔锤钻进、振动钻进; 设备型式多.
3.2 钻进方法的选择
按钻进地层不同可分为：第四系地层钻进；基岩地层钻进； 按钻进工艺程序不同可分为：小口径（常规口径） 钻进取心、大口径
扩孔成孔；大口径一次钻进成孔； 按碎岩原理不同可分为：回转钻进；冲击钻进；冲击回转钻进； 按切削具不同可分为：合金钻进；钢粒钻进；牙轮钻进； 按碎岩形式不同可分为：环面破碎取芯钻进；全面破碎不取芯钻进； 按冲洗液循环的方向不同分为：正循环钻进；反循环钻进；部分反循
水文水井钻进技术
水文-水井
1. 水文地质普查 2. 水文地质初步勘探与详细勘探 3. 水井（矿泉水，低温地热井）
1. 水文水井类型、钻孔结构及施工设计
1. 1 钻孔类型 水文地质普查孔： 水文地质勘探孔： 探采结合孔： 观测孔： 水井：
1.2 钻孔（井）结构 孔径、孔段、孔深； 井管：包括井壁管、过滤管、沉淀管的直径、孔
或为石棉水泥管； 4. 井管内经200-300。
1. 深供水井身井结构图： 2. 井径>300； 3. 管外要求密封严格。
基岩水井井身结构图 (必须封隔地表水和第四纪含水层)
2. 钻孔施工设计
根据项目的水文地质设计书或项目委托计 划任务书或合同的要求，在现场踏勘的基础上， 按照现有的生产定额、材料消耗定额、人员和 设备配备与费用定额等资料为依据进行编制， 根据需要与可能，选用设备和选择最优施工方 法与工艺，以确保工程质量和获得最佳的技术 经济效益。
2.1 设计依据 工区的地理位置、交通条件、地形地貌、气候和生活条件；
地质条件：地层划分和岩石可钻性级别、地质构造和水文地质条件， 着重说明影响钻探施工的主要地质因素；
施工目的与要求：包括钻孔布置与工作量、工程质量指标、水文地 质试验与观测要求等。
2.2 施工设计主要内容 钻探技术设计：钻孔结构（图）、钻井液、成井工艺、质量保证、
泵吸反 循环钻 进
气举反 循环钻 进
续表3-1
第四纪地层浅孔≤100m、大口径 钻进，需保证充足的施工用水， 水位浅于3m时，不易护孔，砾径 超过钻杆内径的卵石层不宜使用 此种方法。
冲洗液上返速度快， 洗孔效率高，钻进安 全，成本低，成井后 易于洗井，出水量大
第四纪砂土、砂砾层及硬度不大的基 冲洗液上返速度快，洗 岩大口径钻进，孔深不大于10m开始 孔效率高，钻进安全， 使用，超过50m才能发挥高效。需保 成本低，成井后洗井容 证充足的施工用水，水位浅于3m，不 易，出水量大 易护壁；粘土层不宜使用。
大口径 钻进。大裂隙、大漏失地层 不宜使用
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适用于漂砾、卵砾石层及软 4-8 硬交错地层钻进
钻头加工容易，成本 低，在漂砾卵石层用 大岩心管取心有良好 效果
钻进中具有合金和钻 粒两种方法的特点
射流反循 环钻进
适用于第四纪松软地层钻进，钻进简单，洗孔彻底， 孔深超过50m，效果明显下 钻进安全效率高 降，可与气举反循环配合在 浅孔段中使用
钻进方法与工艺选择应根据岩石的机械物理性 质、可钻性、以及孔径、深度和施工条件，分别选 择相适应的钻进方法。
参考下表进行：
表3-1 钻进方法选择
选用方法 名称 可钻性（级）
适用范围 岩性及其他条件
优点
牙轮 钻进
1-10
第四纪松软地层及完整、 适用范围广、效率高，
破碎、致密、研磨性岩石 尤其在卵砾石及破碎地
1. 探采结合钻孔结构图
2. 滤水管直径≥ 146
3. 安装深井泵的井管直径比 深井泵的公称直径大一级
供 水 水 井 的 井 身 结 构
1. 浅供水水井的井身结构： 2. 井深：< 60米，农田灌溉井 3. 井径：一般>400 4. 井管：采用铸铁管、混凝土管等，多为一径到底
1. 中深供水水井的井身结构 2. 100m<井深<300m； 3. 井管多为钢管、塑料管和铸铁管，
安全措施；
供水、供电设计；
施工期限与费用预算：施工进度，设备选择，施工组织，经济指 标测算，编制项目预算；
编制与审批：
单孔施工设计: 地层理想柱状图，岩性及可钻性等级、钻孔结构、 钻进工艺、成井工艺、工程质量指标及安全生产措施等。
3. 水文水井钻探特点及方法
3.1 水文水井钻探特点 地层复杂：卵砾层、砂层、粘土层或基岩裂隙层，易发生坍塌、漏
1.3.2 钻孔直径：开孔直径、中间变径、终孔直径。 岩芯直径的要求：我国规定不小于110； 滤水管的直径：涌水量确定滤水管直径； 抽水泵泵体外径的尺寸：深井泵； 中间变径及其次数：地层情况； 开孔直径：终孔直径及变径。
1. 水文地质普查钻孔结构： 2. 终孔直径为：110 3. 满足取芯要求
1. 水文地质勘探孔：抽水试验 2. 滤水管直径≥108 3. 孔径比滤水管直径大150～200，以便填粒。