第一篇:机井设计资料范文
机井设计资料
1)管井结构设计
①井深和单井出水量的确定
经实地调查,根据范县水文地质条件、地质构造、分布、含水层厚度及现有多年打井的经验数据总结,井深为50m,单井出水量在30m3/h左右,本次规划采用30m3/h进行计算,静水位10m,抽水降深在12.0m左右。
②机井剖面
设计依据:《机井技术规范》SL256-2000,《机井技术手册》水利部农村水利司,《混凝土与钢筋混凝土井管标准》SL/T 154-95,潜水电泵说明书。
根据《机井技术规范》表3.3.5、表3.3.6和《混凝土与钢筋混凝土井管标准》表3.1.
2、表3.2.1、表3.2.2,选择:井壁管为混凝土管,滤水管为无砂混凝土管,过滤器为填砾无砂混凝土管过滤器,机井所用管材质量要求符合《混凝土与钢筋混凝土井管标准》。
③井孔直径确定
初选200QJ20型号水泵,要求最小井内径Φ200mm,(郑州水泵厂潜水电泵说明书),井泵配合间隙:100mm(依据《机井技术规范》521条第1项)。井管壁厚:Φ400无砂混凝土管壁厚50mm(《混凝土与钢筋混凝土井管标准》表3.2.1),Φ400混凝土管壁厚50mm(《混凝土与钢筋混凝土井管标准》表3.2.2),井孔终孔直径大于井管外径200mm(依据《机井技术规范》3.3.4条第1项)。
1 以上合计得井孔终空直径应不小于700mm。 ④井管结构尺寸确定
滤水管长度:参照含水层厚度和位臵确定滤水管长度和位臵,滤水管位臵必须和含水层保持一致(《机井技术规范》4.4.2条第7项)。
井壁管长度:在不透水地层配混凝土管。 ⑤滤料
按照《机井技术规范》3.3.7条第2项规定,滤料粒径 D50=(8~10)d50 式中:
D50、d50——滤料、含水层砂样过筛累计重量分别为50%时的颗粒粒径,mm。
用上式计算时,含水层颗粒均匀系数η2<3时,倍比系数取小值;η2>3时,倍比系数取大值。
η2为含水层砂样过筛累计重量为60%时的颗粒直径与砂样过筛累计重量为10%时的颗粒直径的比值。
施工时,在钻进过程中及时采样并做好地层编录工作,根据所采砂样分析后按上式计算选配滤料。
滤料高度:参照《机井技术规范》3.3.7条第2项、《机井技术手册》第236页确定:滤料下至井底、上至地面下滤水管以上8m。
2)机井布臵 ①灌溉制度的确定
参照《xx资料》确定项目区作物种植的主要方式为冬小麦、夏
2 玉米一年两熟,灌水时间和灌水次数为:冬小麦灌溉3次,灌溉时期分别为冬灌、拔节期、抽穗期,40~45m3/亩,玉米灌溉2次,灌溉时期分别为拔节期、灌桨期,40 m3/亩。综合取平均灌水定额为40m3/亩。
②每次轮灌期天数。
设计灌水周期:根据灌水临界期内作物最大日需水量值按下式计算:
T理=m设/W=(40/667×1000)/7=8.57d 式中:
T理——理论灌水周期(d); T设——设计灌水周期(d); m设——设计灌水定额(40 m3/亩,); W——作物最大日耗水量(7mm/d)。
同时参照《xx资料》中“xx修正灌水率计算表” 4-14: 冬小麦:播前灌水10d,生育期灌水8~10d。 玉米:播前灌水12d,生育期灌水12d 最终设计灌水延续时间选用9d。 ③单井控制面积: 按下式计算:
F0=Qt3T2η(1-η1)/m(《机井技术规范》SL256-2000) 式中:
F0——单井控制面积(亩);
3 Q——单井出水量(30m3/h);
T2——每次轮灌期天数(规划区轮灌一次所需要的天数),根据以上计算,取9d;
η——灌溉水利用系数,取0.63。(《xx区资料》中表5-1); η1——干扰抽水的水量削减系数,(取0.2); t3——灌溉期每日开机时间(取18h);
m——综合平均灌水定额(m3/亩),指规划区内种植的各种作物需要灌溉的综合参数,取40 m3/亩。
计算出单井控制灌溉面积为: F0=61.24亩,取60亩. 按单井控制面积60亩计算,该区域耕地面积15.00hm2(225亩),共需布臵机井4眼。
④机井布臵: 井距计算公式如下: L0=25.8F0=200m 式中:
F0——单井控制面积(亩)
根据计算结果结合实际情况,本次规划井距布臵采用200m左右,达到合理布臵(具体布臵详见规划图)。
3)水泵选型 ①水泵设计流量
Q=m〃F0/(η〃T〃t)(《管道输水工程技术》) 式中:
4 m——设计净灌水定额,取40 m3/亩,; F0——为单井控制面积,取60亩; η——田间水利用系数,0.90; T——设计灌水周期,9d;
t——灌溉期每天开机时间,取18h。 经计算: Q=16.46 m3/h 参照潜水电泵规格型号资料,确定水泵流量为20m3/h,小于项目区单井出水量30m3/h。
②管网水力计算
管网水力计算是在管网布臵和各级管道流量已经确定的前提和满足约束条件下,计算各级管道的经济管径。由于管道首端水压未知,管网水力计算的目的就在于根据拟订的管径、流量、管道长度和管件等计算水头损失,确定首端工作压力。再根据机井动水位、进出水泵管道水头损失等,计算水泵设计扬程,从而选择适宜机泵。管网水力计算按如下步骤进行,下面以典型田块为例加以说明。
a、管材选择
地埋管选用给水硬PVC-U管,软管选用塑料软管,水力计算时取硬管管长150m,软管最大管长150m,软硬管用出水口连接。灌溉工作制度采用轮灌方式,每次开启一个闸阀,一个出水口,按顺序轮流开放。
b、管道水力设计
管径确定----采用经济流速法,公式如下:
5 d=10004Q设3600πv=18.8Q设v(《管道输水工程技术》)
式中:
d——管道直径,mm。
V——管内水流速,m3/s,经济流速1.0~1.5m3/s,取1.0 m3/s。
Q设——计算管段的设计流量,取25m3/h。 经计算:管道直径d=84mm 结合市场情况,确定采用商品管径(公称外径)为110mm,内径为103.6mm。
管道水头损失计算:水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失,计算过程如下:
硬塑料管沿程水头损失计算:
Qmhf=fbL(《低压管道输水灌溉工程技术规范(井灌区部分)》d(SL/T153-95) 式中:
hf——管道沿程水头损失,m。
f——摩阻系数,硬塑料管,0.948×105。 Q——流量, 25m3/h。
m——流量指数,硬塑料管,1.77 。 d——管内径,103.6mm。
b——管径指数,硬塑料管,4.77。
6 L——管长,按典型田块计算,150m。 经计算: hf硬=0.60m 软塑料管沿程水头损失计算:
对于地面移动软管,由于软管壁薄,质软并具有一定的弹性,输水性能与一般硬管不同。过水断面随充水压力而变化,其沿程阻力系数和沿程水头损失不仅取决于雷诺数,流量及管径,而且明显受工作压力影响,此外还与软管辅设地面的平整程度及软管的顺直状况有关。参考《管道输水工程技术》(水利部农村水利司,2002.4),在工程设计中,地面软管沿程水头损失通常采用塑料硬管计算公式计算后乘以一个系数,该系数根据软管布臵的顺直程度及铺设地面的平整程度取1.1~1.5,本设计取1.3。软塑料管沿程水头损失:hf软=1.3×hf硬
经计算: hf软=0.78m 局部水头损失:按沿程水头损失的15%考虑(闸阀、三通、出水口等)则:
hj硬=0.15hf硬 =0.09m hj软=0.15hf软 =0.12m 软硬管用给水栓,其局部水头损失按《河南省低压管道输水灌溉工程管件图集》(河南省水利科学研究所),hj出=0.45m 总水头损失: h硬=hj硬+hf硬+hj出=1.14m
h软=hj软+hf软=0.90m 管网入口设计压力计算----管网入口指管网系统干管进口,对于潜水泵的井灌区,管网入口在机井出口处,计算公式如下:
7 Hin=h软+h硬+ΔZ+Hg =4.34m《管道输水工程技术》 式中:
Hin——管网入口设计压力(m) ΔZ——为设计控制点与管网入口地面高程之差,取2m Hg——设计控制点给水栓工作水头(0.2~0.3m),取0.30m c、水泵扬程
对于使用潜水泵井灌区,水泵扬程按下式计算: Hp=Hin +Hm+Hn+Hb《管道输水工程技术》 式中:
Hp——水泵扬程(m) Hin——管网入口设计压力(m) Hm——抽水降深,(上述计算取12m) Hn——水泵进出水管总水头损失(4m) Hb——井水面距地面距离,项目区偏枯水年最大埋深10m。 经计算: Hp =30.34m ③水泵选型:根据以上计算的水泵扬程和设计流量,采用水泵的型号为200QJ20-40/3,流量20m3/h,扬程范围38~42m,转速rpm2850,水泵效率67%,额定功率4.0kw,出水口直径50mm,额定电压380V;配套电机功率4 kw,电缆长度40m(规格3X1.5mm2),配套管子3吋。新井共配4台潜水泵。
8 项目 型号 流量m³/h20额定出水口最大扬程范围水泵效率扬程转速rpm直径外径m%mmmmm4038-4228506750184使用额定额定电额定电机功率因井径功率压电流效率数mmkwVA%cos200438010.1760.79200QJ20-40/3
第二篇:机井通竣工资料
德州平原县王庙镇大张村1号排灌台区机井
通电工程资料目录
1.施工图纸
2.工程预算书 3.技术交底 4.拆旧材料明细表 5.施工方案(措施)报审表 6.施工“三措一案” 7.改造前基本情况及示意图 8.工程开工报审表 9.工程开工报告
10.主要设备(材料/构配件)开箱申请表(附出厂合格证、说明书、出厂试验报告等技术资料原件)
11.设备安装及调试记录 12.设计变更通知单 13.中间质量控制记录 14.隐蔽工程验收报告 15.工程竣工验收申请表 16.工程三级验收记录 17.工程竣工报告 18.工程验收报告 19.缺陷整改记录 20.改造后基本情况 21.拆旧物资交接明细清单 22.工程竣工图纸 23.工程结算书
第三篇:机井
三)、机井施工
3.1、成孔施工工艺及要求 1.施工准备
(1)测量定位:用测量仪器定出轴线及标高,确定井位。 (2)用 KE-1000 干钻孔连续钻孔取土。
(3)组织协调好施工作业人员井场工作及井具设备堆放场地。 (4)现场供电、供水及场地平整由总包协助解决。
2.工艺程序 定位→成孔→清孔→下管→填砾→洗井→下泵→抽水→真空抽水。 3.工艺要求
(1) 定位 通过测量仪器定出井位,并严格按照设计井位成孔。钻机就位时必须对准所 定孔位,机架水平、正直,井位误差不超过 10cm。
①成孔 采用正循环钻井工艺, 成孔直径: 米以上为 273mm, 米以下为 219mm, 100 100 钻井过程中,根据不同的地层合理选用钻压、转速、泵量等技术参数,采用自然 造浆护壁,成孔垂直度偏差小于 1%。 ②清孔 清孔的目的是将成孔后的稠泥浆及孔内的泥浆冲出。
③下管 下管时所有深井的底部要通过测量控制在一个水平面上:为了保证井管不 靠在井座上和填砾厚度,在井管上加设扶正器(门形钢管架) ,管壁厚度为 8mm。
④填砾 所用材料为粒径 3~8mm 的瓜子片。 填砾高度至孔口 2m 处,填砾时采用管外返水快投法,封闭井口从管内送入 清水,当送入的水从孔中返回时,即可快速均匀的沿着井管四周撒入砾料,如此 砾料中的杂质和细砾可顺循环槽排走。
⑤洗井 洗井工作必须在下管填砾后及时井行,拖延的时间越长,泥浆与砂土、砾 料一起凝固后洗井越困难,洗井时必须用清水冲洗,以达到要求。 ① 降水技术要求 以每 2 口深井联通一台真空泵提高抽水效果,抽水工作要求做到:
1、每间隔 2-3 小时抽一次,每次抽至干为止。 (开始每间隔 2 小时抽一次, 每次出水时间小于 30 秒时改为 4 小时抽一次) 。
2、上部孔口及时用粘土封闭,确保真空泵工作时达到设计要求。
3、抽水需要 24 小时派员值班,并作好抽水记录,以掌握抽水动态。 3.2、机井施工
(一) 钻机安装
(1)钻机类型宜采用回转式正循环钻机。
(2)根据设计井孔位置,安装钻井时,井孔中心距电话线至少 10m;距电力线 路及松散层旧井孔边线的距离至少 5m;距地下通信电缆、构筑物、管道及其他 地下设施边线的水平距离至少 2m;距高压电线的距离,一般为塔高的两倍;与地 面高层楼房及重要建筑物应保持足够的安全距离,并应遵守有关行业施工现场的 规定。
(3)钻井及附属配套设备的安装,必须基础坚实,安装平稳,布局合理,便于操 作;回转钻机转盘要水平,天车、转盘及井孔中心必须在一条铅直线上;冲击钻 机必须保证连接牢固,钻具总重不得超过钻机说明书规定的重量,活芯应灵活,钢 丝绳与活套的,上线应保持一致;在钻井过程中不得位移。 (4)钻塔的安装
①安装钻塔前,必须对升降系统、 钻塔各部件及有关辅助工具井行认真检查, 符合要求后方可井行安装。
②安装钻塔前,任何人不得在钻塔超落范围内通过或停留。 安装多层钻塔时, 不得上下两层同时作业,应自下而上逐层井行。
③起钻塔前,卷扬或绞车应低速运转,保持平稳。当起踏接近垂直时,操作必 须缓慢、准确,防止钻塔倾倒、碰坏。
④塔腿接触地面处,应以垫木垫牢或置于基台木上,以保持稳定。
⑤绷绳位置必须安设匀称,绷绳地锚必须埋设牢固,并用紧绳器绷紧,绷绳与 地面所成成夹角,一般不大于 450。
⑥钻机无轮中心(前缘切点)转盘(或立轴)中心与井孔中心必须保持在一条铅直线上。 3.3钻孔施工 A、一般要求
1、钻机就位前,应对钻孔各项准备工作井行检查。
2、钻孔时,应按设计资料绘制的地质剖面图,选用适当的钻机和泥浆。
3、钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻井中不应产生位移或沉陷,否则 应及时处理。
4、钻孔作业应分班连续井行,填写的钻孔施工记录,交接班时应交待钻井 情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆井行检测和试验,不合要求时,应随时改正。应经常注意地层变化,在地层变化处均应捞取渣样,判明后记人记录 表中并与地质剖面图核对。 B、钻井的注意事项
1、无论采用何种方法钻孔,开孔的孔位必须准确。开钻时均应慢速钻井, 待导向部位或钻头全部井入地层后,方可加速钻井。
2、采用正、反循环钻孔(含潜水钻)均应采用减压钻井,即钻机的主吊钩始 终要承受部分钻具的重力,而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力) 的 80%。
3、用全护筒法钻井时,为使钻机安装平正,压井的首节护筒必须竖直。钻 孔开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线,如发现偏移,应将护筒拔出,调整 后重新压人钻井。
4、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和 要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外。 5 、井孔必须保证保证抽水设备的的正常工作,井孔轴线倾斜角度,不得超过1 度。 C、钻井施工孔、换浆:在成井过程中应控制泥浆稠度,为防止孔壁形成较厚泥皮影 响井水以及孔内泥浆沉淀影响井深,下管前用空压机将清水或稀浆压入孔底,由下而上将井里稠浆换稀,保证深井井水效果和下管深度。 下管:下管采用提吊方式下管,使用卷扬机和滑轮利用钻井支架实施下管 作业。为减轻钻井支架的负荷,考虑井管的抗拉强度、钢丝绳抗拉强度和卷扬机 的提升能力,井管接头处分段放置浮托板,增加井管浮力。
填滤料:下管完成后井行填料施工,填料用人工完成。填料过程中往井内送水以冲掉滤料内的杂质和粉砂, 填料沿井四周均匀分层回填上升至设计填料高程。 洗井:洗井的目的是彻底清除井内泥浆,破坏井壁泥皮,抽出渗入含水层的泥浆和细小颗粒,使过滤器周围形成一个良好的人工过滤层,以增加井孔的出水量,为防止泥皮硬化,在下管填料完成后要立即洗井。利用活塞抽拉洗井法, 在管内反复提位,造成瞬时局部真空,破坏泥壁井行洗井,最后用空气压缩机震 荡抽水,清出井内沉淀泥浆至水清砂净,当含砂量少于 1/1000 时结束洗井。
管井结构:
1、管井由井口、井管实管段、井水滤管段、沉砂管以及井外回填滤料和井 外回填封堵段等组成;
2、井口所处的周围应用粘土封闭,以防止地面污水和浅层水渗入井内。封 闭深度不小于 70m;
3、井管、沉砂管及滤管均采用钢管,沉砂管管长不大于 5m;
4、井管为普通无缝钢管或铸铁管,滤管段采用钢制圆孔过滤器;
5、井管滤管段孔隙率要求在 30%以上。 井管及井水滤管的一般要求:
1、井管本身及连接部分不应弯曲,以保证整个井管垂直;
2、井管壁需光滑,圆整,且满足在井管内顺利无碍地安装抽水设备;
3、安装时,井管及连接部分要有一定的抗拉强度,能经受住全部井管的重量;
4、井管滤料段应有较大的孔隙率,以保证减少地下水流入管内的阻力,最 大可能地增加出水量。在保证填砺不堵塞缠丝间隙的情况下,应尽量加大缠丝间 隙。
四、质量检查与验收
承包人应会同监理人对成井井行以下项目的检查和验收。
(1)钻井施工准备工作的检查 ①钻井开始施工前要检查钻井队的技术资质等级,钻机的型号、 零部件质量、 泥浆池、沉淀池大小、井管滤料、粘土球的准备情况。 ②钻机钻塔的安装是否正确,钻机及附属配套设备的安装,必须基础坚实、 平 稳,便于操作。钻塔的升降系统必须灵活。
(2)钻井工艺的检查 ①钻井开始后,要检查的方法是否正确,有没有准备中洗介质护壁材料,护壁是否正确。 ②停钻期间应保钻具提至安全段位置以防井壁塌方埋住钻头。 ③检查钻井过程中的地层编录工作,每层要根据含水层和非含水层的不同井 行采 样,岩基上还要采岩芯,土墙和岩芯必须按顺序存放并及时措井和编录,以备 验收时查督。
(3)井管的质量检查和验收 井管安装前要对其外观质量,试验成果井行检查。井管应无残缺、断裂和弯 曲等缺陷、金属井管管端和管箍的螺纹必须完整、吻合。砼管抗压强度不应低于 15Mpa,无砂砼滤水管的渗透系统≥400m/d,孔隙率≥15%。 (4)井管安装过程的质量检查 ①检查下管方法是否正确。 ②井管的连接是否正确。 ③过滤器的安装位置上、下偏差不得超过 300mm。 ④检查井管是位于井孔中心。 ⑤井管底部要座落在坚实的基础上,若下部孔段不用,必须用卵石或碎石填实。
(5)滤料的质量检查 ①滤料的级配要满足《机井技术规范》的要求。 ②滤料的形状要圆滑,质地要坚硬。 ③滤料的数量要超出计划量 20%以上。 3.4井台、井盖施工
1、施工准备
(1)主要材料的相应技术资料符合资料管理规程的要求。
(2)通知现场试验人员做好试块预留工作。
(3)管线及时甩线预留到位,相关专业提供预留孔洞位 置,避免二次剔凿。
2、施工工艺
1)材料及主要机具:
水泥:宜325~425号矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 砂:中、粗砂,含泥量不大于5%。 石子:卵石或碎石,粒径0.5~3.2cm,含泥量不大于2%。 水:应用自来水或不含有害物质的洁净水。外加剂、掺合料:其品种及掺量。应根据需要,通过试验确定 主要机具:应备有搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、铁锹(尖、平头)、振捣器(棒式或平板式)、刮杠、木抹子、串桶或溜槽、胶皮管等。 2)作业条件:
基础轴线尺寸,基底标高和地质情况均经过检查,并应办完隐检手续。 安装的模板已经过检查,符合设计要求,并办完预检手续。 在槽帮上、墙面或模板上做好混凝土上平的标记。较大型基础或阶梯型基础,应设水平桩或弹上线。埋在基础中的钢筋、螺栓、预埋件、设备管线均已安装完毕,并经过有关部门检查验收,并办完隐检手续。由试验室确定混凝土配合比,经核查后,调整第一盘混凝土的各种材料的用量,进行技术交底及试拌。同时准备好混凝土试模。
3) 工艺流程:槽底或模板内清理 → 混凝土拌制 → 混凝土浇筑 → 混凝土振捣 → 混凝土找平→ 混凝土养护
A、清理:在地基或基土上清除淤泥和杂物,并应有防水和排水措施。对于干燥土应用水润湿,表面不得存有积水。清除模板内的垃圾、泥土等杂物,并浇水润湿木模板,堵塞板缝和孔洞。
B、混凝土拌制:后台要认真按混凝土的配合比投料;每盘投料顺序为石子→水泥→砂子(掺合料)→水(外加剂)→。严格控制用水量,搅拌均匀,搅拌时间一般不少于90s。
C、混凝土的浇筑:
D、混凝土的下料口距离所浇筑的混凝土的表面高度不得超过2m,如自由倾落超过2m时,应采用串桶或溜槽。
E、混凝土的浇筑应分层连续进行,一般分层厚度为振捣器作用部分长度的1.25倍,最大厚度不超过50cm。
F、 用插入式振捣器应快插慢拔,插点应均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到振捣密实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍。振捣上一层时,应插入下层5cm,以消除两层间的接缝。平板振捣器的移动间距,应能保证振捣器的平板覆盖已振捣的边缘。
G、混凝土不能连续进行浇筑时,如果超过2h以上,应按设计要求和施工规范的规定留置施工缝。
H、浇筑混凝土时,应经常注意观察模板、支架、螺栓、管道和预留孔洞、预埋件有无走动情况,当发现有变形或位移时,应立即停止浇筑,并及时修整和加固模板,完全处理好后,再继续浇筑混凝土。
I、混凝土振捣密实后,表面应用木杠刮平,木抹子搓平。
J 、混凝土的养护:混凝土浇筑搓平后,应在12h左右加以覆盖和洒水,浇水的次数应能保持混凝土有足够的润湿状态。养护期一般不少于7昼夜。 K、 雨、冬期施工时,露天浇筑混凝土应编制季节性施工方案,采取有效地措施,确保混凝土的质量,否则不得任意施工。 4) 注意事项:
A要保证钢筋、预埋件、预埋螺栓、孔洞和线管的位置正确,不得撞碰。
B不得用重物冲击模板,不准在吊帮的模板上支搭脚手板,保证模板的牢固和严密。
C 侧面模板应在混凝土强度能保证其棱角不因拆模,而受损坏时,方可拆模。 D在已浇筑的混凝土强度达到1.2MPa以上时,方可在其上来往行走和进行上部施工。
E在混凝土运输时,应保护好设备管线、门口预留孔洞,不得碰撞损坏。
F较大的设备基础超过相邻建筑物基础深度时,应有妥善的保护措施或方案。
G基础内应根据设计要求预留孔洞,安装螺栓、预埋件均不得遗漏。以避免后剔凿基础混凝土。
H夜间施工时,应合理安排施工顺序,要配备足够的照明,防止混凝土配合比过磅。
第四篇:机井工程
六、机井工程
钻孔施工应依据设计井深、井管结构和地层情况,选用合适的钻机,施工应遵守钻探安全操作规程,不得违章操作。机井工程施工主要包括:确定孔位、平整场地、钻机安装、钻井成孔、井管安装、填砾、洗井、抽水试验、封孔等。
(1) 机井的钻进
安装钻机前,将钻机的基础平好、夯实,遇有软硬不均的情况及时进行处理。在地势低洼、易受河水、雨水冲灌地区施工,修筑钻井基台。根据合同要求选用钻机种类、型号、数量,采取相应的安装方法。钻井机定位,钻机下须垫枕木,枕木下土层必须夯实。钻机就位后,要调平机架,保证转盘任何方向均保持水平。钻机稳定好,四个方向必须绷紧绷绳。
开钻前,按照选用的钻机、泥浆机、搅泥机等,各种机械设备必须安装的水平、周正、牢固。检查钻孔中心、转盘中心、开车、使三者在垂直线上。安装护孔管,下入护孔管的口径、深度,根据岩层的个体情况和井孔的开孔尺度而定。护孔管的内经一般比井的开孔钻头大50mm-100mm,其下入深度应在不透水层与护孔管的间隙,用粘土或粘土球填好夯实。安装钻具、安装钻杆、水龙头,接高压胶皮管,方钻杆和钻头,并将方钻杆卡于转盘中心。
在钻进的整个过程中,根据不同深度,不同性质的地层,采用相应的钻头类型,钻进技术参数及操作方法,严格按照有关农用机井钻进的技术要求进行施工。松散层或基岩层,可采用正循环回转式钻进;碎石土类及沙土类松散层,可采用冲击式钻进;无大块碎石、卵石的松散层,可采用反循环回转钻进;岩层严重漏水或供水困难的基岩层可采用潜孔钻锤钻进。冲洗介质,根据水文地质条件和施工情况等因素合理选用。在粘土或稳定地层,采用清水;在松散、破碎地层,采用泥浆;在严重漏失层或缺水地层,采用空气钻进。松散层钻进时,应根据钻进机具和地层岩性采用水压护壁或泥浆壁。采用水压护壁时,孔内一般应有3m以上的水头压力;采用泥浆护壁时孔内泥浆面应小于0.5m。基岩顶部的松散覆盖层或破碎岩层,宜采用套管护壁。
泥浆作用是保护空壁,悬浮携带钻渣,减少钻进阻力,泥浆性能指标要求:比重1.1-1.15,18-88s,含砂率小于6%,胶体率大于95%。
开孔时,应轻压慢钻,防止钻孔偏斜。适时提钻检查,认真检查钻具的磨损程度和是否有损伤。及时修整钻头,保持钻头直径,保证进度和孔径不渐缩。每钻完一根钻杆,检查井孔圆度及垂直度,井孔倾斜应符合规范规定,发现不畅时及时处理,钻具应勤放少放,随时观察孔内孔壁情况,发现不良现象应及时处理。及时清理底部沉渣,减少重复钻进,达到终孔深度后,经业主、监理单位验收后方可进入下道工序。
认真做好施工记录,包括班组施工进度、发现何种问题、处理方法及结果、地层岩性、厚度等。
(2) 成井工艺
混凝土井管的安装方法,必须满足井管的质量、技术和安全要求。选择以下安装方法:
混凝土井管钢丝绳托盘下管法
下管时,如采用四根兜底绳、钢筋混凝土制或木制托盘,先将四根吊重用的钢丝绳分别缠绕于绞车上,在其另一端编好钢丝绳套,分别从托盘的四个穿绳孔插入,使四个绳套同心重叠对准托盘的销钉孔。将销钉表面涂上黄油,插入销钉孔,销住四根兜底绳。销钉要伸到穿绳孔以下150mm左右,浅了易脱销,深了不易拔出。把销好兜底绳的托盘放于预先安置在孔口上的垫板上,即可开始安装井管。安装井管时,先将托盘的上沿涂上灰砂沥青,而后使井管垂直插入托盘的插口,在接口处缠3-4圈塑料薄膜,用6-8根竹篾均匀地围在接头处,使井管与托盘连接牢固。将中心绳放松8-10m,盘旋塞进井管内,以防意外抽动中心绳拔出销钉。起吊托盘和沉淀管,待兜底绳吃力后,将垫板抽掉,再徐徐下降,把托盘和第一根井管,如此往复,直至将井管下完。下入井孔的全部井管,必须经过敲击鉴定,将最好的井管放在下部。绝不允许井管的全部重量超过井管的抗压强度。托盘下到孔底,井管安装完毕,校正无误后,应将管身固定,不使摇摆。然后将兜底绳放松,即可起拔中心绳。销钉拔出后,再用绞车拔兜底绳,待兜底绳拔出,即可回填砾料。
混凝土井管钻杆托盘下管法
下管时,将第一根井管插入托盘,于钻杆的一端连接钻杆特制反扣接头,在托盘反扣接箍处涂以润滑油,将带有特制钻杆接头的钻杆与托盘连接。慢慢下降钻杆,井管亦随之下入井孔。停止下降钻杆,安装第二根井管。进管的接口,必须以竹、木条用铅丝绑牢,每隔20m安装一个找中器,直至将全部井管下入,将钻杆拧出。
混凝土井管二次下管法
用钻杆托盘下管法,先下第一组井管。在第一组井管的最上边的一根管上安装扶正器,以防井管靠壁难以连接第二组井管。将井管下接口安于第一组井管的最上端,再用防砂罩盖住下接口。在防砂罩的适当距离卡上钻杆小夹板,以免防砂罩脱离井管口。钻杆小卡板不应紧靠防砂罩,以免井管到底后,钻杆失掉负荷而缩短,防砂罩紧压与管口而不利于反出钻杆并容易将井管压坏。安装第二组井管之前,先将井管上接口安于第二组井管第一根的下口,用钻杆连接活托盘和导向器,将活托盘的盘爪托于上接口隔板上。即可将第二组井管逐根连接下至预定深度。安装时,计算好使用钻杆的长度,使钻杆下入孔内的数量正好能将第二组井管与第一组井管下接口吻合。钻杆不再下降,说明井管已经相接,同时,上下活动钻杆,有200mm活动范围(这是托爪在上接口隔板内上下活动的距离)。此时便可认为两组井管已正确重合。去掉活托盘,将钻杆全部提出。
(3) 填砾
规格、砾料填砾是管井建造中的一个重要环节,填砾质量、填砾方法均直接影响井的质量。滤料必须按标准要求严格筛选,要备料充足,严格按照农用机井技术规范进行施工。中、粗砂含水层,填砾厚度不小于100mm;细砂以下含水层,填筑厚度不小于150mm。滤料应选用磨圆度好的硅质砾石。根据需要选择以下填入砾石的方法:
管外填砾法
a. 快速填砾法:在不需进行分组、分段抽水的管井中使用此法。选在井管口安好防喷导水管。开始填砾速度不要太快,等孔中有水返出后再加快填砾速度。一般约为30min投入10m3砾石。若孔口不返水,说明砾石已经超过滤水管最上端。
b. 慢速填砾法:在需要进行分组、分段抽水试验的井孔采用,或在一个井中有二个以上含水层均需取用时采用。砾石要徐徐填入,不可一次填入过多,要随填随侧,防止超过设计高度。有二个以上含水层时,应将两个含水层之间的隔水层分为二段,下段为隔水层厚度的4/5,填入与下部含水层相应的规格砾石,上段为1/5,填入上部含水层相应的规定砾石。
c. 循环水填砾法:填砾前,先在井管内下入回转钻杆,密封井管口,开泵送水,当返出孔口的泥浆粘度为18s左右时,即采用边送水边填砾的方法填入砾石。当砾石面超过滤水管后即出现憋泵现象。此法可以顺利地填入砾石,避免发生砾石架阻不能填至计划位置的现象发生。
管内填砾法
采用此法的管井,过滤器长度一般10m以下,多采用一个含水层或含水组。此类管井的部比过滤器直径大75-100mm,施工时,将抽水管用反扣接头连在过滤器上端,砾石自井壁管和抽水管之间的间隙填入。开始用空气压缩机抽水,使含水层造成空洞,随即填入砾石,再用大型空气压缩机反复冲洗,使井的出水量超过正常出水量的50%以上,一面出砂,一面自管内填砾,待出水量、井水含沙量达到设计要求后,即将抽水管提出,填砾抽水工作即告结束。此法在细砂含水层,可以得到满意的水量和井含沙量,但要求洗井设备能力大,抽水时间长,费用高。
深井滤水部分扩孔填砾填砾法
在深井的过滤器部位用扩孔器进行扩孔,用水泵冲洗的办法填入砾石,可以减少钻探工作量,保证填砾质量,可以形成良好的滤水结构,增大井的出水量,避免井水含砂。 (4) 井管外封闭
应根据工程需要选用以下合适方法。 管外封闭一般方法
井管外封闭粘土球的方法与填入砾石的方法相同,但应注意防止因粘土球填入井孔受压缩致使填入的砾石错位。粘土球的直径一般为25mm,呈圆形,用优质粘土制成。为了保证将粘土球填至计划位置,必须试验粘土球在泥浆中的融化时间,根据试验结果,确定粘土球的温度一般要求粘土球的融化时间,等于粘土球下沉至预定位置所需时间加半小时。井口一般采用粘土封闭,封闭前先将大块粘土捣成碎块,再填入井孔至井口并夯实。特殊情况下采用混凝土封闭。
一般管井高压含水层封闭方法:
此方法多用于井孔直径较大且采用数个高压含水层时,其井孔结构与一般填砾石井的结构相同,只是在第一取水层填砾的上面采用优质粘土球封闭20-30m,或填少量粘土球再用水泥砂浆封闭15m以上。其余用优质粘土封闭。
(3) 洗井和抽水试验
井管安装完毕后,及时负责管井中泥土、细砂、泥浆等的全部清洗工作,洗井应上后下,逐步下入,抽水量应先小后大交替进行,振荡洗井,加大地下水循环能力,增大流量,直至水清净符合规定,以保证管井达到正常的出水量。洗井结束将泵下至一定深度进行抽水工作,抽一段时间将泵上下浮动进行二次洗井。抽水水位稳定后进行抽水工作,采用最大降身,延续时间不少于12小时,流量稳定并观测水位,测出最大降身;井口在没下水泵前应加保护盖,防止异物掉入井内。
第五篇:机井施工方法
机井工程施工包括钻孔施工准备、钻进工艺、井管外观质量检查及过滤器制作,井管安装、填砾及管外封闭,洗井和抽水试验等。
1施工标准和规程规范
(1)《机井技术规范》SL256-2000;
(2)《村镇供水工程技术规范》SL310-2004;
(3)《供水管井技术规范》GB50296-99;
(4)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;
(5)《预制混凝土构件质量检验评定标准》GB321-90;
2施工准备
(1)确保机井施工安全与成井质量,严格执行技术操作规程,预防事故发生。
(2)做到路通、水通、电通(备好机械动力设备),施工场地平整。
(3)试钻前按质量要求,检查钻井设备各零部件,不合格的不使用。
(4)泥浆循环系统的泥浆池和沉淀池的容积,满足施工储浆和沉砂的要求。泥浆槽的长度在15m以上。
(5)管井施工所需管材、滤料、粘土、粘土球及其他物料,按设计要求在开钻前准备好,并及时运到现场。
3钻机安装
(1)本工程区地层为松散层构造,钻机类型采用回转式正循环钻机。
(2)根据设计井孔位置,安装钻机时,井孔中心距电话线至少10m;距旱地电力线路及松散层旧井孔边线的距离至少5m;距地下通信电
缆、构筑物、管道及其他地下设施边线的水平距离至少2m;距高压电线的距离,为塔高的两倍;与地面高层楼房及重要建筑物保持足够的安全距离,并遵守有关行业施工现场的规定。
(3)钻机及附属配套设备的安装,保证基础坚实,安装平稳,布局合理,便于操作;回转钻机转盘水平,天车、转盘及井孔中心在一条铅直线上;冲击钻机保证连接牢固,钻具总重不超过钻机说明书规定的重量,活芯灵活,钢丝绳与活套的上线保持一致;在钻进过程中不得位移。
(4)钻塔的安装
①安装钻塔前,对升降系统、钻塔各部件及有关辅助工具进行认真检查,符合要求后进行安装。
②安装钻塔前,任何人不得在钻塔起落范围内通过或停留。安装多层钻塔时,上下两层不同时作业,自下而上逐层进行。
③起钻塔时,卷扬或绞车低速运转,保持平稳。当起塔接近垂直时,操作缓慢、准确,防止钻塔倾倒、碰坏。
④塔腿接触地面处,用垫木垫牢,保持稳定。
⑤绷绳位置安设匀称,绷绳地锚埋设牢固,并用紧绳器绷紧,绷绳与地面所成夹角,不大于450。
⑥钻机转盘中心与井孔中心保持在一条铅直线上。
4钻进工艺
钻井工艺包括钻进方法、冲洗介质、泥浆质量、井孔防斜及事故预防。
4.1钻进方法与护壁规定:
①松散层,采用正循环回转式钻进;
②冲洗介质,根据水文地质条件和施工情况等因素合理选用。在粘土或稳定地层,采用清水;在松散、破碎地层,采用泥浆。
③松散层钻进时,根据钻进机具和地层岩性采取泥浆护壁。用泥浆护壁,孔内泥浆面距地面小于0.5m。
④顶部的松散层,采用套管护壁。
⑤成井过程中设置的护口管,保证在管井施工过程中不松动,井口不坍塌。
4.2钻孔泥浆质量要求
①根据地质报告地层泥浆密度为1.1~1.2,遇高压含水层或易塌地层,泥浆密度酌情加大。
②砾石、粗砂、中砂含水层泥浆粘度为18~22s;细砂、粉砂含水层为16~18s。
③回转钻进时,孔内泥浆含沙量不大于12%。
④回转钻进时,胶体率不低于80%。井孔较深时,胶体率适当提高。 4.3停钻期间,将钻具提至安全孔段位置并定时循环或搅动孔内泥浆;泥浆漏失随时补充;如孔内发生故障,视具体情况调整泥浆指标或提出钻具。
4.4井孔倾斜度符合《机井技术规范》3.3.2规定。钻进时合理选用钻进参数,必要时安装钻铤和导正器。发现孔斜征兆,及时纠正。钻具的弯曲、磨损定时检查,不合格不使用。
5采样及地层编录
5.1松散层钻进时,采取土样符合下列规定:
①采鉴别样,鉴别样准确反映原有地层的深、岩性、结构及颗粒组成。
②鉴别样的数量,每层一个。含水层2~3m采一个,非含水层与不宜利用的含水层3~5m采一个,变层处加采一个。当有较多钻孔资料或进行电测时,鉴别样的数量适当减少。
5.2土样按地层顺序存放,及时描述和编录。土样可保存至工程验收,必要时可延长存放时间。
6疏孔、换浆和试孔
(1)松散层中的井孔,终孔后用疏孔器疏孔,疏孔器外径与设计井孔直径相适应,长度不少于8m,达到上下畅通。
(2)泥浆护壁的井孔,除高压自流水层外,用比原钻头直径大10~20mm的疏孔钻扫孔,破除附着在开采层孔壁上的泥皮。孔底沉淀物排净后,及时向孔内送入稀泥浆,使孔内泥浆逐渐由稠变稀,不得突变。泥浆密度小于1.1,出孔泥浆与入孔泥浆性能接近一致,孔口捞取泥浆样达到无粉砂沉淀要求。
(3)下井管前校正孔径、孔深和测斜。井孔直径不小于设计孔径20mm;孔深偏差不超过设计孔深的正负1/1000;孔斜不得超过设计要求。小于或等于100m的井段,顶角倾斜不超过10;大于100m的井段,控制每100m顶角倾斜的递增速度不超过1.50。
(4)非填砾过滤器管井,井孔直径大于井管外径100mm。
(5)填砾过滤器管井,取水含水层为中、粗砂时,井孔直径大于井管外径200mm,取水含水层为粉、细砂时,井孔直径大于井管外径300mm。
7井管外观质量的检查
(1)井管无残缺、断裂和弯曲等缺陷。
(2)砼管有足够的抗压强度。
(3)无砂砼滤水管的渗透系数≥400m/d,孔隙率≥15%。
(4)过滤器开孔率偏差不超过设计开孔率的±10%,缠丝间距偏差不超过设计丝距的±20%,缠丝至穿孔管壁的最小距离大于3mm。
(5)井管每米弯曲度不得超过3mm。
(6)井管的上下口平面垂直于井管轴线。无砂混凝土井管与混凝土井管管口平面倾斜度偏差不超过井管外径的1.5%。
(7)井管直径偏差不得超过:钢筋混凝土管内径±5mm,无砂混凝土井管内径±6~±9mm。
(8)井管管壁厚度偏差不得超过:钢管和铸铁井管±1mm,钢筋混凝土井管±2mm;无砂混凝土井管±4~±6mm;混凝土井管±3~±4mm。
(9)管井过滤器的制作,保证具有良好的过滤性能,结构坚固、抗腐蚀性强不易堵塞。过滤器长度,根据可开采含水层的累计厚度、富水性、设计取水量等通过技术经济分析确定(可开采含水层累计厚度不超过30m时,过滤器长度按含水层累计厚度取值)。过滤器骨架管的穿孔形状、尺寸和排列方式 ,根据管材强度和加工工艺确定,孔
隙率宜为15%~30%。缠丝过壁2~4mm,垫筋两端设挡箍;缠丝材料应无毒、耐腐蚀、抗拉强度大和膨胀系数小;缠丝断面形状宜为梯形或三角形;缠丝孔隙尺寸应根据含水层的颗粒组成和均匀性确定。
8井管安装质量要求
(1)井管安装前按照钻孔的实际地层资料校正,然后进行井管组合、排列、测量长度,并按井管排列顺序编号。
(2)下管方法根据管材强度、下置深度和起重设备能力等因素选定,符合下列要求:
①悬吊下管法,用于井管自重(或浮重)小于井管允许抗拉力和起重的安全负荷。
②托盘(或浮板)下管法,用于井管自重超过井管允许抗拉力和起重的安全负荷。
(3)井管的连接做到对正接直、封闭严密,接头处的强度满足下管安全和成井质量的要求。
(4)过滤器安装位置的上下偏差不超过300mm。
(5)采用填砾过滤器的管井,井管位于井孔中心。下井管时安装井管扶正器,其外径比井孔直径小30~50mm。根据井深和井管类型确定扶正器的数量,间隔3~20m安装一组,每眼井至少安装2组。无砂混凝土管与混凝土管井,扶正器的数量应适当增加。
(6)井管底部座落在坚实的基础上,若下部孔段废弃不用时,必须用卵石或碎石填实。
9滤料回填
9.1滤料级配
填砾过滤器的管井井管安装后,根据以下要求及时进行填砾。滤料高度超过过滤器的上端;滤料用磨圆度较好的硅质砾石;不应含土和杂物,严禁使用棱角碎石;滤料的不均匀系数应小于2,滤料规格可按下列要求确定:
砂土类含水层:D50=(6~8)d50 碎石土类含水层:当d20<2mm时 D50=(6~8)d20 当d20≥2mm时,可不填砾或充填10~20mm的填料;
(注:D50为滤料筛分样颗粒组成中),过筛重量累计为50%时的最大颗粒直径)。
填砾时,滤料沿井管四周均匀连续填入,随填随测。当发现填入数量及深度与计算有较大出入时,应及时报出原因并排除。 9.2检查滤料质量标准
(1)回填滤料的规格,根据井孔中含水层颗粒大小而决定,符合《机井技术规范》的设计要求。
(2)检查滤料的形状是否园滑,不用碎石做滤料。
(3)检查滤料质地是否坚硬,与水是否起化学变化。
(4)检查筛选的滤料粒径必须符合设计要求,粒径大小是否均匀,不合格的滤料颗粒不得超过15%。
(5)检查滤料数量是否与计划数量相符,滤料数量比计划数量多备足20%。
9.3回填滤料方法和注意问题
(1)回填滤料方法
①采用静水填滤料。
②沿井管周围连续的均匀缓慢的填入,速度不太快。滤料中途受阻,不许摇动或强力提动井管,可用小掏筒或活塞下入井管内慢慢上下提动,直至滤料下沉为止。
③回填滤料用计量容器,便于及时的与计划数量校对。当滤料填入到一定数量时,等滤料下沉,用测棒测量填滤料高度,边填边测,直到计划位置为止。测棒是用圆铁棍制成,长0.5~1m,两端呈圆尖形,其重量超过所用测绳总重量的一倍。
(2)回填滤料注意问题
①严禁一侧集中填滤料,不可快速猛倒冲击井管或造成堵塞。
②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。
③所填滤料留样备查。
10管外封闭
(1)封闭材料
采用优质粘土。
(2)封闭前的准备
封闭前,按照管井施工图所要封闭的深度,计算出需要填入的粘土的数量。粘土实际准备的数量,比计划数量多25%~30%。
11洗井和试验抽水
(1)填砾完毕后及时进行洗井并补填滤料。
(2)洗井方法和工具,按井的结构、管材、钻井工艺及含水层特征选择,尽量采用不同的洗井工具交错使用或联合使用。
(3)洗井和试验抽水的质量应符合下列要求:
①洗井完毕后,井底沉淀物厚度小于井深的5/1000。
②洗井完毕后,进行试验抽水,水泵出水后30分钟采取水样。用容积法测定的含砂量:中、细砂含水层不得超过1/20000;粗砂、砾石、卵石含水层不超过1/50000。
③试验抽水时,做一次大降深抽水,水位稳定延续时间:松散层地区不少于8小时;贫水区和水文地质条件不清楚的地区,水位稳定延续时间适当延长。有特殊要求的管井,做三次降深抽水。
④试验抽水达到设计出水量,不低于设计出水量的75%。
⑤试验抽水终止前,采取水样,进行水质分析。