机电井施工组织设计.docx

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机电井施工组织设计

6.3机电井施工方案

6.3.1新打机井

新打机井施工流程：

定位放线—编号—钻机—安装—钻井—地层（岩芯）采样—水文地质观测及地层编录—疏孔—井管安装—填砾和管外封闭—洗井和试验抽水—水样采取—成井验收。

6.3.

1.1施工准备

⑴根据管井设计的孔深、孔径及水文地质条件，并考虑钻机运输、施工、水电供应条件等因素，选用合适工程的钻机。

⑵根据设计井孔位臵，安装钻机时，井孔中心距电话线至少10米；距地埋线路及松散层旧井孔边线的距离至少5米；距地下通讯电缆、构筑物、管道及其他地下设施边线的水平距离至少2米；距高压电线的距离，一般为塔高的两倍；与地面房屋及重要建筑物应保持足够的距离，并应遵守有关行业施工现场的规定。

⑶钻机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。

⑷天车、转盘及井孔中心必须在一条铅直线上；在钻进过程中不得位移。

⑸应做到路通、水通、电通（或备好机械动力设备），施工场地平整。

⑹试钻前应按质量要求，检查钻井设备各零部件，不合格不得开钻。

⑺泥浆循环系统的沉沙池的容积，必须满足施工沉砂要求。

⑻管井施工所需管材、滤料、粘土及其他物料，必须按设计要在开钻前准备好，并及时运到现场。

6.3.

1.2钻机安装

⑴根据本区域地层为构造，钻机类型采用水-300型回转钻机。

⑵根据设计井孔位臵，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。

⑶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。

⑷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绷绳位臵安设匀称，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。

6.3.

1.3钻进工艺

钻进方法与护壁应符合下列规定：

①松散层或基岩层，可采用正循环回转式钻进；碎石上类及沙土类散层，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。

②冲洗介质，应根据水文地质条件和施工情况等因素合理选用。

在稳定地层，采用清水；在松散、破碎地层，采用泥浆。

③松散层钻进时，应根据钻进机具和地层岩性采取水压护壁或泥浆护壁。

采用水压护壁时，孔内一般要求有

3.0M以上的水头压力；用泥浆护壁，孔内泥浆面距地面小于

0.5m。

顶部的松散层，采用套管护壁。

④成井过程中设臵的护口管，保证在管井施工过程中不松动，井口不坍塌。

⑤停钻期间，应将钻具提至安全孔段位臵并定时循环或搅动孔内泥浆；泥浆漏失必须随时补充；如孔内发生故障，应视具体情况提出钻具。

⑥井孔倾斜应符合规范规定。

钻进时要合理选用钻进参数，必要时，应安装导正器，如发现孔斜征兆，必须及时纠正。

钻具的弯曲、磨损必须定时检查，不合格者不得使用。

⑦xx芯采取：

全孔采用定深取心钻进，每30m取芯一次，控制回次进尺5m。

粘性土（粘土、粘砂土、砂粘土）及完整基岩，回次采取率大于70%；砂性土（粗、中、细、粉砂），回次采取率大于40%；松散碎石层，回次采取率大于20%。

⑧在钻进过程中，注意观测静止水位埋深及黄土厚度。

⑨终孔后应用疏孔器疏孔，疏孔器外径应与设计井孔直径相适应，长度一般不少于8米，达到上下畅通。

下井管前应校正孔径、孔深和测斜。

井孔直径不得小于设计孔径20mm；孔深误差小于2‰，小于或等于100m的井段，其顶角的偏斜不得超过1°，大于100m的井段，每百米顶角偏斜的递增速度不得超过

1.5°井段的顶角和方位角不得有突变。

6.3.

1.4采样及地层编录

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。

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。

3、土样的描述，可按下表的规定进行。

土样描述内容

类别

碎石土类

砂土类

粘性土类

岩石类描述内容

名称、岩性、磨圆度、分选性、粒度大小占有比例、胶结情况和

充填物（砂、粘性土的含量）

名称、颜色、分选性、粒度大小占有比例、矿物成分、胶结情况

名称、颜色、湿度、有机物含量、可塑性和包含物名称、颜色、矿物成分、结构、构造、胶结物、化石、岩脉、包裹、

风化程度、裂隙性质、裂隙和岩深发良程度及其填充情况

4、土样的编录，内容包括采样时间、地点、名称、编号、深度、采样方法和岩性描述以及分析结果。

5、松散层中的深井、地下水质和地层复杂的井、全面钻进的基岩井，进行井孔电测，校正含水层位臵、厚度和分析地下水矿化度。

6.3.

1.5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；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。

6.3.

1.6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。

6.3.

1.7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、下臵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多级下管法，宜用于结构复杂和下臵深度过大的井管。

各类井壁管及过滤器允许一次安装长度可按下表规定选用。

各类井壁管及过滤器允许一次安装长度表井壁管和

过滤器种类钢制井壁

管及过滤

器铸铁井壁

管及过滤

器钢筋混凝塑料井壁

土井壁管管及过滤

及过滤器器

≤150混凝土井壁管及过

滤器≤100无砂混凝

土井管50～100允许一次吊装长

250～500200～250150～200

度（m）

托盘下管允许

200～250

一次安装长度（m）

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、过滤器安装位臵的上下偏差不超过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。

6.3.

1.8滤料回填

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：

①滤料直径为

0.5-1cm硅质砂或砾石，在细砂、中砂及砾石层填实，确保透水、阻砂效果好。

②滤料顶部到井口段，采用粘土封闭6cm，剩余部分可用粘土填实。

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圆滑，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%。

3、回填滤料方法和注意问题

⑴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，直到计划位臵为止。

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。

⑵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按管井设计的位臵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。

6.3.

1.9管外封闭

⑴封闭材料

粘土球。

采用优质粘土，经人工浸泡拌和，制成直径25～30mm粘土球。

粘土球必揉实风干，风干后表面无裂纹、内部湿润，含水量约为20%左右。

⑵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球的数量。

粘土球实际准备的数量，比计划数量多25%～30%。

⑶封闭方法

管井封闭材料的填入方法与填滤料方法相同。

为了保证将粘土球填至计划位臵，弄清粘土球在泥浆中的崩解时间。

投入前，先取孔内泥浆进行崩解时间试验，一般要求粘土球的崩解时间等于粘土球下沉至预定位臵所需时间再加

0.5h。

粘土球在泥浆中下沉时间可用下列公式计算：

式中：

ν为粘土球下沉速度，cm/s；k为系数，常选用35～40；d为填入粘土球直径：

cm；

r1为泥浆相对密度，采井孔上、下部取样的平均值；r为填入粘土球的相对密度。

①当管井开采一个厚层含水层组，按规定将滤料填至含水层顶板以上8m时，其上部到井口段若没有需要严密封闭的地层。

在这种情况下，采用优质粘土块封闭到井口，即可达到要求。

②当管井开采的含水层组在两个或两个以上，且层间相隔距离较大，两个含水层的颗粒直径又有较大差别，两个含水层所填滤料直径也不同。

在两种滤料之间，都充填粘土球，以节省滤料及投资。

在上层滤料层顶上，再填入粘土球或粘土块封闭到井口。

③当管井揭穿被污染的含水层，或苦咸涩色的不良含水层以及非计划开采的含水层，对于这样不良的含水层，用粘土球进行严格的封闭，其封闭位臵超过不良含水层顶底板各不少于5m。

④在特殊高压含水层地区建井，尤其是水压较高，采用速凝水泥砂浆封闭。

其配方是，水泥：

砂为1：

4，再加入相当于水泥重量的2%的氯化钙。

先将水泥与砂掺匀，加水搅拌，倒入深于水的氯化钙，搅拌均匀，即可用泥浆泵注入封闭或用提筒注入封闭。

封闭段的高度大于15m。

有的单位在最上部的含水层顶上放臵1～3个棕头或压入干海带，然后再灌水泥砂浆，其封闭效果更好。

⑤井口封闭，在井管周围开挖深度

1.5m的坑，填入粘土球或优质粘土块，边填边夯实，直至井口。

上部铺用20cm厚的混凝土护面。

⑷管外封闭位臵，上下偏差不得超过300mm。

6.3.

1.10洗井和试验抽水

⑴填砾完毕后及时进行洗井并补填滤料。

⑵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。

⑶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。

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；粗砂、砾石、卵石含水层不超过。

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。

6.3.

1.11质量检查与验收技术措施

1、钻井施工准备工作的检查

①钻井开始施工前检查钻机的型号、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，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，检查钻的方法是否正确，有没有准备冲洗介质护壁材料，护壁是否正确。

②停钻期间钻具提至安全段位臵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，每层根据含水层和非含水层的不同进行采样，按顺序存放并及时编录，以备验收时查验。

3、井管的质量检查和验收

井管安装前对其外观质量，试验成果进行检查。

井管无残缺、断裂和弯曲等缺陷。

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%。

验收合格的井管可以用于井壁管，不合格的井管要运出现场。

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过滤器的安装位臵上、下偏差下得超300mm。

④检查井管是否位于井孔中心。

⑤井管底部是否座落在坚实的基础上，若下部孔段不用，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。

④不合格的滤料要运出现场。

6、滤料回填方法检查

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必须按管井设计的位臵、高度回填滤料不许马虎从事，以防滤料下沉而失去拦砂滤水作用，而影响成井质量。

③滤料要有留样备查。

7、管外封闭材料及方法的检查

①采用优质粘土球，含砂量不大于5%，含水量约18%～20%左右。

粘土球最大粒径不大于50mm。

②封闭方法应满足有关规范要求。

8、洗井检查

①洗井方法和工具是否满足技术规范要求。

②洗井完毕要检查井底沉淀物厚度。

9、竣工检查验收

竣工验收前承包人按监理人指示进行抽水试验，合格后方可验收。