第四纪松散层大口径水井成井工艺(3)
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水井施工技术工艺措施1、钻进工艺(1)钻进方法的选择采用φ450mm三牙轮钻头偏重防斜钻具加压、防斜的钻进工艺,钻至设计深度,物探测井后,0~200m选用φ500mm牙轮组合钻具钻铤加压扩孔,钻井与扩孔均采用PW植物胶优质泥浆作为冲洗液进行护壁。
(2)钻具组合形式钻井钻具自下而上为:φ450mm三牙轮钻头+φ325mm偏重防斜钻具+φ127mm钻铤(不少于8m)+φ114mm钻杆(不少于10m)+φ89mm钻杆+φ110×110mm机上钻杆。
扩孔钻具自上而下为:φ500mm组合式牙轮钻头+φ203mm钻铤+φ177.8mm钻铤+φ114mm钻杆+φ89mm钻杆+110×110mm钻杆。
(3)钻井技术参数钻井参数:松散层钻井钻压2.5~3.0t、中速钻进,大泵量;卵砾石层钻井钻压3.0~3.5t,转速:中~低速,大泵量。
扩孔参数:钻压不少于钻铤总重的85%,中转速,大泵量。
(4)冲洗液类型及性能指标选用PW植物胶优质泥浆作为钻进、扩孔冲洗液,钻进中其性能指标控制参数为:粘度:22~25s;失水量:小于20ml/30min;含砂量:小于4%;PH 值:7~8;胶体率:大于95%。
钻进中,以优质粘土粉为基浆材料,通过加入PW植物胶,高速泥浆性能,并经常测定泥浆性能,及时调整。
2、钻进技术要点及控制措施(1)设备安装要稳固、水平、三点对线;开孔时轻压、慢转,保证开孔垂直。
(2)钻进孔深达15m,上部采用φ650mm六翼扩孔钻进扩孔,下入φ600mm钢质控制护壁管,长度5~10m,以防止孔口坍塌。
(3)采用钻压仪监探孔底压力,严格控制钻进参数,并随孔深每增加50M,采用测斜仪测斜一次,预防孔斜。
(4)经常监测孔内冲洗液性能,并经常调整。
遇卵砾石层钻进要根据孔内冲洗液漏失情况,调整PW植物胶的加量,并做好调试记录,为洗井措施的制定做好资料准备。
(5)卵砾石层扩孔时发生孔壁坍塌,严禁采用投粘土块护壁方式,以防止堵塞含水层通道。
一、成井工艺流程及注意事项1、工艺流程:钻井孔→护壁管安装→井管、滤水管安装→取出护壁管→下滤料→下水泵及水泵管。
2、井孔松散层成孔直径不小于350mm,岩石孔成孔直径不小于305mm;钢管井壁管外径219mm,内径209.5mm,桥式滤水管外径231.5mm,内径209.5mm,护壁管多采用Φ350,不能低于Φ325。
3、滤料选用2mm-8mm豆砂。
4、注意事项:1)钢管井下管前必须清理井孔,保证井孔深度符合设计深度。
2)围填滤料质量要求:除要求砾石本身必须保证颗粒浑圆度好、经过筛选冲洗、不含泥土杂物、符合规格标准外,还要求及时填砾和均匀填砾,以防滤料蓬塞和离析等不良现象。
3)围填滤料质量要求:围填砾石之前,应结合井孔及井管规格和井孔岩层柱状图,对所准备的砾石,除满足质量要求外,在数量上应具备一定的富余量,以防止在井孔钻进中因产生超径现象而增大填砾数量。
4)围填滤料高度要求:一般要求对所有设置滤水管的部位进行填砾,以防止在洗井及抽水过程中因滤料下沉而产生滤水管涌沙等不良现象。
5)管外封闭:对井内未取用的含水层或井管外的环形空间用粘土球或水泥浆进行封闭达到隔离止水目的。
与管外围填料工序同时进行,在井管外防止地表污水沿管外渗入井内或承压自流水沿管外涌出地表,需要对井口管外部分的环状间隙进行严密的封闭。
6)严禁一侧集中填滤料,不可快速猛倒冲击井管或造成堵塞。
7)按管井设计的位置回填滤料及高度不许马虎从事,以防滤料下沉而失去拦砂滤水作用,而影响成井质量。
二、管道铺设流程及注意事项1、工艺流程:施工放样→管槽开挖→管道系统安装→管道试压→管沟回填。
2、根据兴安盟当地多年施工经验,管道埋深0.8~1.2m就可以满足灌溉需求,项目区设计管槽挖深为0.9m。
3、管道坡度可为3‰~4‰,不得小于2.5‰。
(以3‰坡度为例,每1米坡度为3mm,100米坡度为0.3m,1000米坡度为3m。
)4、注意事项1)、按设计要求将管道平顺放入管槽内,不得悬空和扭曲。
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第四纪松散堆积层中小断面、大倾角斜井的快速施工方法一、摘要宝峰项目部(香卡山项目)回风斜井工程是本项目施工的重点也是难点,此段工程设计断面小(仅为4.85㎡),倾角大30°,围岩破碎,地质条件极差(处于表土层及强风化层中),伴随着涌水的风险,给矿山施工带来很多安全隐患。
斜井松散堆积层施工采用人工、机械配合掘进和利用打锚杆、挂网平行作业的施工技术,实现快速施工工艺的成功改进过程。
关键词:大倾角;松散堆积层二、工程概况西藏江南矿业股份有限公司香卡山三期铬铁矿技改工程-回风斜井工程,业主为西藏江南矿业股份有限公司,设计单位为中冶长天国际工程有限责任公司,监理单位为湖南和天工程项目管理有限公司。
本工程项目包括:4520m-4340m(4370m)回风斜井、4340m-4310m回风斜井、4310m-4280m回风斜井、4280m-4250m回风斜井及所有安装工程。
三、施工工艺3.1 优化支护工艺斜井施工过程中采用快速支护与主动支护相结合方案,排矸斜井循环进尺为1.5 m。
(1)在工作面临时支护后实行多钻机同时作业,重点对顶板进行支护,减少空顶及永久支护时间遥。
(2)使用高预紧力锚杆来提高区域围岩控制效果,放大锚杆间排距,提高永久支护速度。
(3)采用“边掘边喷”的动态喷浆加固技术,根据巷道变形情况灵活选择喷浆区域和压力参数,进一步提升支护系统载荷能力,确保围岩控制稳定有效。
3.2 改进爆破工艺排矸斜井主要采用耙渣机掘进及光面爆破工艺。
对爆破工艺而言,正顶、两帮和两肩窝超挖欠挖距离一般控制在 150 mm左右,对中硬岩以上区域爆破眼痕率基本能够保证50%。
根据现场爆破前后统计,对成型质量差的项目统计见表 1。
表1 巷道成形质量差原因统计根据上述数据分析可知:炮眼打钻不合格,是造成爆破成型差的主要原因,存在构造裂隙和炮眼未清扫等是次要原因。
因此要对炮眼施工质量进行重点管控。
对炮眼施工质量从人、机、料、法、环等方面综合分析,见图 1。
水文地质钻探规程1 主题内容与适用范围1.1 主题内容本规程规定了水文地质钻探与水井钻探各项生产活动的技术工作要求及有关工艺操作规定。
1.2 适用范围本规程适用于水文地质普查、水文地质初步勘探与详细勘探以及水井(含矿泉水井及低温地热井)钻探工程,是进行钻探设计、施工、管理等各项工作的基本依据和准则。
本规程不适用于高温地下热水和地热能开发钻井工程。
2 引用标准2.1 直接引用标准GBJ 202 地基与基础工程施工及验收规范GB 9808 水文水井钻探管材系列GB 9809 水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹GB 9810 水文水井钻探用钻杆BG 9811 水文水井钻探用钻铤BG 9812 水文水井钻探用钻杆接头DZ 1.3 硬质合金岩心钻探管材螺纹DZ/T 0008 水文水井钻探用钻柱特种接头DZ/T 0017 工程地质钻探规程DZ/T 0055 水文水井钻探用硬质合金钻头DZ/T 0056 水文水井钻探用三牙轮钻头DZ/T 0057 水文水井钻探用钻粒钻头2.2 配合使用的标准GBJ 27 供水水文地质勘察规范水方地质普查、勘探规范岩心钻探规程3 总则3.1 目的、任务水文地质钻探是水文地质普查、勘探工作中取得地下水文地质资料的主要技术方法,也是开发利用深层地下水进行钻井工程的唯一技术手段。
它的基本任务是在水文地质测绘、水文地质物探的基础上,进一步查明含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数,解决和验证水文地质测绘和物探遥感工作中难以解决的水文地质问题,为评价和合理开发利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。
同时,在“以探为主、探采结合”成井或专门打井后开采地下水,为工农业生产、国防建设和城镇居民及干旱地区人民提供生产生活用水或矿泉水饮料,直接为国民经济建设和人民生活服务。
3.2 钻探工作必须遵循的准则3.2.1 水文地质钻探工作必须贯彻执行先水文地质测绘与物探,后钻探施工以及坚持“先踏勘、后设计”和“先设计、后施工”的工作程序,即必须在水文地质测绘和物探工作的基础上布置水文地质钻孔,以及坚持没有地质、施工设计,不准施工开钻的原则。
第28卷 第2期2009年6月
吉 林 地 质J I L I N GEOLOGY
Vol 128 No 12
Jun 12009 文章编号:10012427(2009)0207402
第四纪松散层大口径水井成井工艺
王志强1
,周北沈2
,田公伟3
,孙满军
1
1.吉林省地质工程勘察院,吉林长春 130012;
2.吉林省核工业地质局,吉林长春 130012;
3.吉林省第二地质探矿工程大队,吉林吉林市 132013
摘要:本文以吉林省某地供水井为例,总结了第四纪砾石松散层大口径水井钻探施工方法及成井工
艺。
根据地层特点按照钻孔设计施工,保证了成井质量。
关键词:成井工艺;第四纪;松散层;大口径水井中图分类号:P64211 文献标识码:A
收稿日期:2009201221;改回日期:2009202224
作者简介:王志强(19542),男,河北乐亭人,吉林省地质工程勘察院工程师。
The well co mpleti on technology of the Quaternary
loose l ayer l arge 2di a meter well
WANG Zhi 2qiang 1
,Z HOU Bei 2shen 2
,TI A N Gong 2wei 2
,TI A N Gong 2wei 3
,S UN Man 2jun
1
1.Institute of Geological Engineering Exploration of J ilin Province,Changchun 130012,J ilin,China;
2.N uclear Industry Geology B ureau of J ilin Province,Changchun 130012,J ilin,China;
3.The Second Team of Geologic and Exploration Engineering of J ilin P rovince,J ilin 132013,China
Abstract :I n this paper,taking the water supp ly well in a certain p lace in J ilin Pr ovince as an exa mp le,summed up the drilling methods and well comp leti on technol ogy in the l oose Quaternary gravel layer large 2dia meter well .According t o the characteristics of strata in accordance with the drillhole design and constructi on t o ensure the higy quality of well comp leti on .
Key words :well comp leti on technol ogy;Quaternary;l oose layer;large 2dia meter well
1 水文地质特征
钻孔主要含水层的岩性为第四纪中、粗砂、砾
石(卵石)层;第四纪与基岩的风化接触带;花岗岩风化后的石英砂;砂岩中的断层角砾岩和硅质灰岩的接触带。
2 钻井工艺
211 设备安装与钻具组合
设备的选择与安装:选用型号为SPJ -300型的钻机,动力采用40k W 电动机,泥浆泵BW -850/20变量泵。
设备安装要求:钻塔采用13m -A 型钻塔,安装时塔及附件必须齐全、牢固。
绷绳与地面角度不应大于45°,避雷针应符合钻探规程要求,机械传动部分必须设置牢固的防护栏杆或防护罩网。
钻机、泥浆泵、电动机安装必须周整、平稳、固定牢靠。
钻具组合选用小径钻进和扩孔钻进两套组合。
212 护壁泥浆的配制
护壁泥浆的配制是保证钻探施工的一个重要因素,其质量的优劣直接影响到钻孔的成败。
特别是在钻进卵石层时,不但要求泥浆能保证卵石层不垮塌,而且要求泥浆能将孔底较大的砾石或岩屑携带出孔外。
因此,根据地层结构及该孔口径较大、泥
浆用量大的特点,选用优质膨润土加水、加碱配制泥浆。
配制时,将泥粉投入孔内,不开水泵,用钻头在孔底空钻,充分搅拌后,再开泵将泥浆返出;该泥浆使用中,护壁效果比较理想、性能稳定,悬浮力强。
在实际施工中,孔内干净,提下钻未出现钻具遇阻、卡钻、埋钻等事故。
3 成井工艺
成井工艺的成败是整个井身质量的关键。
成井工艺包括换浆、破壁、下管、填砾、止水、洗井、下泵、抽水试验。
(1)换浆:在扩孔后期,当扩孔至预计孔深前,开始逐渐换用粘度低,含砂量少、胶体率高的优质泥浆进行扩孔,直至终孔后再进行冲孔换浆。
终孔时换浆,需将钻具下到距孔底4~6m后,泵入稀泥浆并开车回转钻具,缓慢扫至孔底,清除孔底堆积的岩屑,然后逐渐上提钻具直至将孔内岩粉清除干净,即孔口返上的泥浆和送入孔内的泥浆性能接近时为宜。
破壁后再用清水进行换浆,直至将井内的泥皮全部排除井外为止。
(2)破壁:采用自制破壁器来破壁,破壁器用Φ550mm的井管加焊短钢丝制成,略小于孔径。
破壁时将破壁器与钻杆连接下入孔内,开车回转钻具,采用中转速、大泵量,上下反复提拉钻具,清除孔壁泥皮。
同时必须保证水泵工作正常,以防孔壁坍塌。
(3)探孔:探孔器用8m长、外径为Φ500mm套管制成与钻杆连接下入孔内,如探孔器能顺利下至孔底,则说明钻孔圆直,孔壁平滑。
如果不能顺利下入井内或中途遇阻应立即进行扩孔,扩孔后尽快探孔,若探孔顺利时立即进行下一工序,施工时必须抓紧时间防止井壁坍塌。
(4)下管:根据地质情况,含水层段下入花管,隔水层段下入实管,下管前将花管、实管下入顺序进行排队编号,并按编号依次下入。
本次水井施工采用10英寸铸铁井管,花管包网,下管前按下管顺序编号,并将预先准备好的持正器分配备好,下入时起扶正井管,保证井管处于井的中心位置。
下管过程应操作平稳,稳拉慢放。
严禁急刹车,下管遇阻时不得猛墩。
下管时始终保持井管内外泥浆压力平衡,即井管内外泥浆液面平衡,保持井管内外受力均衡,防止压破滤网造成大量涌砂,影响成井质量和水质。
(5)滤料的选择与充填:井管安装完毕后,必须及时进行填砾工作,其目的是增大滤水管四周的孔隙率和透水性,减少水头损失,增加水井的出水量,并起到滤水挡砂的作用,延长水井的使用年限。
滤料颗粒规格选用应根据含水层的粒径级别进行选择,一般为含水层颗粒5~8倍的天然石英质砂砾,要求其质地坚硬,具有良好浑圆度。
填砾高度必须超过滤水管上端一定高度,洗井、抽水及以后的使用过程中,砾料要密实下沉,为防止漏出滤水管造成涌砂现象,一般要求砾料经下沉后高出含水层3~5m。
(6)止水:止水工序在成井工艺中是重要的一环,分上、中、下,有的水井要分段止水,根据合同设计要求,本井是混合采用,只需将井口套管与钻孔周围封隔。
止水工作应在洗完井之后进行。
先用粘土球围填1m,然后用水泥、石子、砂子封至孔口。
(7)洗井、下泵、抽水试验:洗井是保证出水量的重要环节。
在下管、填砾、止水等工作完成以后,先把做好的活塞用钻杆下入井内,重复的上下拉动以产生抽吸及冲洗作用,破坏泥皮疏通含水通道。
在使用活塞洗井后,再采用9m3/h的空压机洗井。
用直径1吋的钢管作为送风管,在风管底部接有1m长的花管,将其下至井管底部,然后间歇的打开送风管阀门,使高压空气在井管内猛烈喷射,使井管内的水位发生剧烈振荡,以加速对孔壁泥皮的破坏和促使井管外天然过滤层的形成。
活塞洗井和空压机洗井交替进行3次,最后一直用空压机洗井至井管内无泥浆水和岩屑返出时止。
洗井完毕后,用桩机将水泵下入井管内。
为保证水泵低于井管内动水位,水泵下至井内静止水位下15m的位置。
水泵安装好以后,开始24h不间断的抽水。
并在抽水期间,每隔5m in用万用电表测量一次井管内动水位变化,并记录。
参考文献:
[1]G B50296-99,供水管井技术规范[S].
[2]张国柱等.浅谈振动沉管灌注桩施工工艺[J].吉林
地质,2008(4).
[3]水文地质手册[M].地质出版社,1978.
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第2期 王志强:第四纪松散层大口径水井成井工艺 。