PVCU塑料供水管井技术规范.docx

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PVCU塑料供水管井技术规范

DB41

河南省地方标准

DB41/XXX-2009

XXXX-XX-X发布XXXX-XX-XX实施

（征求意见稿）

PVC-U塑料供水管井技术规范

河南省质量技术监督局发布

目次

引言

传统金属供水管井存在腐蚀结垢严重、维修频繁、使用寿命低、工人劳动强度大等问题，PVC-U塑料管在国外供水管井中应用较为普遍。

七十年代地质矿产部就出台相关规定推广应用PVC-U塑料井管，由于当时人们的认识及技术问题，一直未取得进展。

近年来随着钢铁资源的紧缺和金属井管腐蚀结垢问题的日趋严重，人们对PVC-U塑料管有了重新的认识。

特别是它作为一种新型成井管材，具有不腐蚀结垢、质量轻、对水质无污染、使用寿命长等特点，是目前经济技术条件下很好的替代产品。

随着经济社会的发展，不同用途的供水管井建设逐渐增加，而PVC-U塑料供水管井成井技术则刚刚起步，并且在PVC-U塑料供水管施工技术中成功率较低，从而影响了新型供水管井成井管材的推广应用。

为此，河南省地质矿产局提出，河南省质量技术监督局和河南省国土资源厅批准立项该标准的编写工作，项目编号：

豫国土资办发（2009）31号0994。

为了更好地响应我国节能减排、可持续发展的政策，指导PVC-U塑料供水管井技术的推广、应用，保证PVC-U塑料井管在施工过程中的安全性和可靠性，达到“以塑代钢、节约资源”之目的，有必要制定本规范。

前言

本标准的制定参考了GB50629-99《供水管井技术规范》、SL256-2000《机井技术规范》，并根据PVC-U塑料管供水管井的设计、施工和事故预防处理进行了修改和补充。

本标准由河南省地质矿产勘查开发局提出。

本标准由河南省国土资源厅归口。

本标准主要起草单位：

河南省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队。

本标准参加起草单位：

河南省地质矿产勘查开发局、河南省地质工程公司、河南工程学院资源与环境工程系、河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，江阴市星宇塑胶有限公司。

本标准主要起草人：

卢予北、陈莹、张宗恒、吴烨、董富强、郭友琴、赵云章。

本标准参加起草人：

王建明、吴青松、张秋冬、周运兴、柳硕林、张新春、王现国、于建新。

PVC-U塑料供水管井技术规范

1范围

本标准规定了PVC-U塑料供水管井的设计及施工要求。

本标准适用于井深500米以内的水文水井、浅层地热能开发井（水源热泵系统）、一孔多层地下水监测井工程的设计和施工。

其它用途PVC-U塑料管井（如500米以内的盐、碱开采井等）的设计和施工可参照使用，但不适用于温度≥50℃的地下热水供水管井工程。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB9151-88钻探工程名词术语

GB50296-99供水管井技术规范

CJ/T308-2009水井用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材

DZ/T0148-94水文地质钻探规程

SL256-2000机井技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1水文水井hydrogeologywell

以勘探和开发地下水为目的，并在钻探过程中获取水文地质资料的钻井。

3.2一孔多层地下水监测井oneshaftwithmulti-layerundergroundwaterdemonstrationmonitoringwell

以监测地下水为目的钻井，通过井壁和设置在井壁内的多个PVC-U监测管，使井壁内具有交替设置的止水层和监测层，达到一井内对多个目标含水层的分层监测。

3.3PVC-U井壁管PVC-Uwellcasing

保护非含水层井壁和隔离含有害物质的地下水而下入井中的PVC-U管件。

3.4PVC-U过滤器PVC-Uscreenpipe

与PVC-U井壁管相连接，与含水层相对应，具有滤水挡砂作用的PVC-U管子，常见为缝隙式、圆孔式和条缝式，后两种形式的过滤器主要用于基岩或破碎地层。

俗称：

花管、滤水管、过滤管。

3.5PVC-U沉砂管sandsedimentpipe

连接在井管最下端，起沉砂作用的管子，宜5m～20m。

3.6井身结构wellstructure

井径、井段和井深的总称。

3.6.1井径welldiameter

井身横断面的直径。

3.6.2开口井径initialwelldiameter

井身上端横断面的直径。

3.6.3终止井径finalwelldiameter

井身末端横断面的直径。

3.6.4安泵段井径diameterofpumpinstallationsectionofwell

安装抽水设备井段的直径。

3.6.5开采段井径diameterofwateryieldingsectionofwell

采取地下水井段直径。

3.6.6井深welldepth

钻井轴线的长度。

3.7扶正器centralizer

在成井过程中，为保证井管与井壁同心的工具，PVC-U塑料供水井中宜采用木制扶正器。

3.8变径接头changeablediameterjoint

在PVC-U塑料管井成井过程中，连接不同直径井管的接头。

3.9成井工艺wellcompletiontechnology

水文水井、一孔多层地下水监测井或浅层地热能开发井钻成后，安装井内装置的施工工艺。

包括冲孔、换浆、探井、下管、填砾、止水、固井、封闭以及洗井、抽水试验、采集水样等工序的总称。

3.9.1冲孔bringbottomup

下钻后或提钻前，开大泵量，冲洗钻孔，保持孔内清洁的作业。

3.9.2换浆displacementslurry

用稀泥浆更换稠浆的工序。

3.9.3探井wellmeasurement

探查井深与井径的工序。

3.9.4下管pipesinking

将井管依次下入井内的工作，常用钻机的升降系统提吊法下管。

3.9.5填砾gravelpacking

将选好的滤料投入过滤器与井壁之间的环状间隙的工序，须循环动态填砾。

3.9.6止水shut-offofwater

隔离含水层之间的地下水力联系的工序，宜采用黏土球、膨胀橡胶或橡胶皮兜止水方法。

3.9.7固井wellcementation

以固定井管壁在井中位置、延长PVC-U塑料管井寿命为目的的工序，宜采用建筑碎石或黏土。

3.9.8封闭seals

在井管外围采用不同材料阻止水体渗入的工艺。

3.9.9洗井wellflushing

清除井内过滤管周围钻屑和泥砂，疏通含水层，并在过滤管周围形成良好的滤水层的工序。

对于PVC-U塑料供水管井的洗井方法宜采用空压机洗井、水泵抽水洗井和化学洗井，严禁采用大降深洗井方法（如二氧化碳洗井法）。

3.9.10抽水试验developmenttest，pumpingtest

在水文水井中进行抽水，取得含水层各种水文地质参数和各种水力联系等资料并检查止水和洗井质量的工序。

3.10井内事故down-holetrouble

造成井内钻具正常工作中断、成井工序无法顺利完成的突然情况。

主要包括钻具断裂脱落、卡钻、埋钻、坍塌缩径、PVC-U塑料井管挤毁或爆裂等。

4PVC-U塑料供水管井设计要求

4.1一般规定

4.1.1设计PVC-U塑料供水管井时，应明确下列主要内容：

——管井的用途。

——水的用途、单井出水量、井数、水质要求等。

——拟建井区的范围。

——给水设计意图和建设进度。

——用户的其他要求等。

4.1.2PVC-U塑料供水管井设计前，应搜集建井地区的地层、场地、水文地质条件、地下水动态特征等有关资料，并进行现场踏勘，特别注意静水位和动水位情况。

4.1.3PVC-U塑料供水管井设计应根据单井出水量、水质要求和建井地区的地质及水文地质条件进行。

并符合下列要求：

——靠近主要用水地区；

——井群布置合理，平均井间干扰系数宜为25%~30%。

——井位与建（构）筑物应保持足够的安全距离。

——建议优先开采浅层地下水，严格控制开采深层地下水。

4.1.4水源热泵系统浅层地热能开发井必须保证回灌，防止发生地下水开采过量现象。

4.2井身结构设计

4.2.1管井结构包括井口、PVC-U塑料井壁管、PVC-U塑料过滤器和PVC-U塑料沉淀管。

4.2.2管井轴线垂直度，即井孔倾斜度。

井孔必须保证井管的安装，井管必须保证抽水设备的正常工作。

泵段以上顶角倾斜：

安装长轴深井泵时不得超过1°，安装潜水电泵时不得超过2°。

泵段以下每百米顶角倾斜不得超过2°，方位角不能突变。

4.2.3管井深度设计，应根据需水量和拟开采含水层（组、段）的埋深、厚度、水质、富水性及其出水能力等因素综合确定。

4.2.4井身结构应根据地层情况、地下水埋深及钻进工艺设计，并宜按下列步骤进行：

——按成井要求确定开采段和安装泵段井径。

——按地层、钻进方法确定井段的变径和相应长度。

——按井段变径需要确定井的开口井径。

4.2.4基岩地区管井井身结构设计，应符合下列规定：

——当上部有覆盖层或不稳定岩层时，应设置井壁管。

下部开采段岩层破碎时，应设置过滤器，可采

用圆孔式或条缝式过滤管。

——当同时在覆盖层取水时，覆盖层段的管井设计应按松散层管井的要求进行。

——安泵段部位，应设置井管。

——井段长度、数量及其变径位置，应根据岩层情况、成井工艺和钻进方法确定。

4.2.5PVC-U塑料供水管井结构设计，宜包括下列内容：

——井身结构。

——井孔与井管壁的最小环状间隙不得小于80mm，推荐环状间隙为100mm。

——井管配置及PVC-U塑料管规格的选用。

——填砾位置及滤料规格，滤料须采用2mm~4mm天然石英砂，其他则根据井的用途选用。

——封闭位置及材料。

——井的附属设施。

4.2.6PVC-U塑料供水管井井径设计，应包括下列内容：

——开口井径。

——井段数量及变径。

——安泵段井径。

——开采段井径。

——终止井径。

4.2.7开采段井径，应根据管井设计出水量、允许井壁进水流速、含水层埋深、开采段长度、过滤器类型及钻进工艺等因素综合确定。

4.2.8安泵段井管内径，应根据设计出水量及测量动水位仪器的需要其额定，并宜比选用的抽水设备标定的最小井管内径大50mm。

4.2.9管井深度设计，应根据拟开采含水层（组、段）的埋深、厚度、水质、富水性及其出水能力等因素综合确定。

4.2.10沉淀管长度，应根据含水层岩性和井深确定，宜为5~20m。

4.2.11井管外部封闭应符合下列规定：

——滤料顶部至井口段，采用黏土球或黏土块封闭3m~5m，剩余部分可用黏土填实。

——井口周围，浅井可用一般黏土夯实，厚度不小于200mm，中、深井可用黏土球或水泥浆封闭，厚

度一般不小于300mm。

——对不良含水层或非计划开采段，一般采用黏土球封闭。

如水压较大或要求较高时，可用水泥浆或

水泥砂浆封闭。

选用的隔水层单层厚度不小于5m，封闭位置应超过拟封闭含水层上、下各部少于5m。

4.2.12松散层地区管井封闭位置的设计，宜符合下列规定：

——井口外围，应封闭。

——水质不良含水层或非开采含水层井管外围，应封闭。

4.2.13基岩地区管井封闭位置的设计，宜符合下列规定：

——覆盖层不取水时，井管外围应封闭。

——覆盖层取水时，应按本规范第3.3.9条的规定执行。

覆盖层井管底部与稳定岩层间宜封闭。

——非开采含水层井管变径间的重叠部位，应封闭。

——水质不良含水层（或上部已污染含水层）与开采含水层间，应封闭。

4.2.14管井的设计，应有测量水位的孔眼，应防止杂物的进入。

4.3PVC-U塑料供水管井过滤器设计

4.3.1PVC-U塑料过滤器包网处理

下管前，视含水层颗粒粗细，在PVC-U塑料过滤器上包2~3层80或100目的尼龙网，并用胶和铁丝固定好。

4.3.2常用PVC-U塑料过滤器规格

表1PVC-U塑料过滤管规格

外径

壁厚

定尺长度

滤水管型式

孔隙率

连接方式

mm

mm

m

%

110

5.3

3～6

缝隙、圆孔、条缝式

10-12.5

特定螺纹

160

8.5

3～6

缝隙、圆孔、条缝式

10-12.5

特定螺纹

200

9.6

3～6

缝隙、圆孔、条缝式

10-12.5

特定螺纹

250

11.9

3～6

缝隙、圆孔、条缝式

10-12.5

特定螺纹

315

15

3～6

缝隙、圆孔、条缝式

10-12.5

特定螺纹

4.3.3过滤器类型选择

过滤器类型选择应根据含水层的性质按表2选择。

表2PVC-U塑料管井过滤器类型选择

含水层性质

过滤器类型

基岩

岩层稳定

（不安装过滤器）

岩层不稳定

PVC-U塑料圆孔式过滤器（圆孔直径大于10mm）

裂隙、溶洞有填充

PVC-U塑料缝隙式过滤器（缝隙宽2mm）

裂隙、溶洞无填充

PVC-U塑料圆孔式过滤器或不安装过滤器

碎石土类

PVC-U塑料缝隙式过滤器（缝隙宽1mm～2mm）

碎石土类

PVC-U塑料缝隙式过滤器（缝隙宽2mm～3mm）

砂土类

粗砂、中砂

PVC-U塑料缝隙式过滤器（缝隙宽1mm～2mm）

细砂、粉砂

PVC-U塑料缝隙式过滤器（缝隙宽0.7mm～1.0mm）

4.3.4均质含水层中过滤器设计

——含水层厚度小于30m时，宜取含水层厚度或设计动水位以下的含水层厚度。

——含水层厚度大于30m时，宜根据含水层的富水性和设计出水量确定。

4.3.5非均质含水层中过滤器设计

非均质含水层中的过滤器，应安置在主要含水层部位，其长度应符合下列规定：

——层状非均质含水层，过滤器累计长度宜为30m~60m。

——裂隙、溶洞含水层，过滤器累计长度宜为30~50m。

4.3.6过滤管直径设计

设计过滤管直径时，应根据设计出水量、过滤管长度、过滤管面层孔隙率和允许过滤水管进水流速的确定。

4.3.7非均质含水层或多层含水层中滤料规格设计

——分层填砾时，应分层设计PVC-U塑料过滤器的包网处理和滤料规格，滤料的填充高度应超过细颗

粒含水层的顶板和底板。

——无需分层填砾时，应全部按细颗粒含水层要求进行，填砾高度应超过含水层顶板10~20m。

4.4出水量设计

4.4.1PVC-U塑料管井井群设计的总出水量，应小于开采地区地下水允许开采量。

4.4.2PVC-U塑料管井设计出水量，应小于过滤管的进水能力。

过滤管的进水能力，应按公式

（1）计算确定：

·····························

（1）

式中：

Qg——过滤管的进水能力（m3/s）。

n——过滤管进水面层有效孔隙率。

Vg——允许过滤管进水流速（m/s），不得大于0.03m/s。

Dg——过滤管外径（m）。

L——过滤管有效进水长度（m），宜按过滤管长度的85%计算。

4.4.3松散层管井的设计出水量，除应符合本规范第4.4.2条的规定外，应按公式

（2）进行允许井壁进水流速复核：

·····························

（2）

式中：

Q——设计出水量（m3/s）；

Dk——开采段井径（m）；

L——过滤器长度（m）；

Vj——允许井壁进水流速（m/s）；

4.4.4允许井壁进水流速宜按公式（3）计算：

·····························（3）

式中：

K——含水层的渗透系数（m/s）。

5PVC-U塑料供水管井施工要求

5.1一般规定

5.1.1新建PVC-U塑料供水管井，应满足规划、设计要求，必须由具备相应技术资质等级的钻井队施工，并应在有PVC-U塑料供水管井施工经验技术人员指导下完成。

5.1.2施工队必须确保安全与成井质量，严格执行技术操作规程，预防事故发生。

5.1.3施工前，应进行现场踏勘，了解施工条件、地下水开采情况和PVC-U塑料管特性及主要力学性能指标等。

5.1.4现场踏勘后，应编制PVC-U塑料供水管井施工组织设计书，施工组织设计宜包括下列内容：

——工程任务。

——工程要求。

——PVC-U塑料管规格选择、力学性能指标测试及检验要求。

——钻井技术措施，重点内容为PVC-U塑料供水管井成井工艺及事故预防措施。

——主要设备、人员、材料、费用和施工进度。

5.1.5PVC-U塑料供水管井施工设计应按照“安全、低耗、优质、高效”原则进行编制。

5.2施工前准备工作

5.2.1钻机选择应根据管井设计的井深、井径、地质及水文地质条件，并考虑钻机运输、施工、水电供应条件等因素。

钻机选择可参考表3。

表3常用钻机主要性能表

钻机类型

钻机型号

产地

开孔直径

（mm）

钻孔深度

（m）

适应地层

回转式

正循环

SPJ-300

上海

500

300

松散层和基岩层

SPC-300H

天津

500

300

SPCT-600

天津

500

600

红星S-400

河南

650

400

红星S-600

河南

650

600

济宁150

山东

650~800

150

粘性土和砂类土

回转式

反循环

QZ-200

吉林

400~1500

200

粘土、砂、卵砾石层

冲击式

CZ-22

山西

750

200

松散层

CZ-30

山西

1000

250

8JC250

河北

300~800

250

粘土、砂、卵砾石层

冲抓式

8JZ系列

浙江

600~1500

50

粘土、砂、卵砾石层、大漂石

5.2.2根据设计井孔位置，安装钻机时，井孔中心距电话线至少10m；距地埋电力线路及松散层旧井孔边线的距离至少5m（基岩钻孔不受此限制）；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。

5.2.3应做到“三通一平”，即：

路通、水通、电通（或备好机械动力设备），施工场地平整。

5.2.4钻机设备的安装应满足以下要求：

——基座安装必须稳固、水平、周正，并能承受全部负荷。

基座形式应根据设备类型、钻孔结构及地

基条件确定。

——钻塔底座安装采用水平尺找平。

钻塔安装好后必须拉紧绷绳。

绷绳位置要对称，与地面夹角不得

大于45°，钻塔各部位的连接要牢固，螺栓要拧紧。

——钻机安装时，采用单绳升降钻具者必须保证天车前缘切点（双绳升降钻具时为天车轴中心）、回

转器（或转盘）中心、钻孔中心在同一条直线上。

——钻机、泥浆泵、动力机的机座与枕木或地梁要用螺栓连接牢固，各传动轴线必须平行对正，相互

距离要适宜，电机底座应设置调整皮带松紧的装置。

——车装钻机安装时，前后底梁的千斤顶支座必须支承在硬地或基枕木上，垫实加固，必要时浇注水

泥墩加固。

轮胎要离开地面，不承载，并垫好不转动。

——电器设备必须安装在干燥、清洁的地方，严防油、水及杂物侵入，且固定牢靠，减少震动。

电器

设备外壳应按技术要求，接好地线保护。

设备的动力线和照明线必须绝缘良好。

5.2.5各类钻塔的安装和拆卸应遵循下列规定:

——所有安、拆塔工作必须在专人统一指挥下，有秩序地进行。

所有现场人员必须戴安全帽，上塔时

系安全带。

拆卸钻塔时，安全带严禁系在被拆卸的钻塔附件上。

螺栓和工具要放入工具袋中。

——建塔要从下到上分层安装，拆塔要从上到下逐层拆卸，不得上下两层同时作业。

严禁从塔上抛扔

物件。

——各类钻塔安装应按安装说明书的要求进行。

钻塔构件不准任意打眼、调换、少装、改装及焊接。

——用机械或液压油缸起落钻架时，应首先检查好卷扬机制动装置或液压系统是否灵活可靠，井架起

落要平稳，严禁猛起猛落。

起立到位后，要锁好固定卡销。

5.2.6试钻前应按质量要求，检查钻井设备各零部件，不合格的不得使用。

5.2.7泥浆循环系统的泥浆池和沉砂池的容积，必须满足施工储浆和沉砂要求，泥浆槽的长度一般应在15m以上，为了更好地净化泥浆建议采用“z”型泥浆循环槽。

5.2.8管井施工所需管材、滤料、粘土球及其他物料，应按设计要求在开钻前准备好，并及时运到施工现场，并摆放合理。

5.3钻进、护壁与冲洗介质

5.3.1PVC-U塑料供水管井施工采用的钻进设备和工艺，应根据地层岩性、水文地质条件和井身结构等因素选择。

5.3.2松散层钻井过程中，当遇漂石、块石等钻进困难时，可进行井内爆破。

爆破前应进行爆破设计，并应保证地面建筑物安全；当遇较大卵石时可采用冲击或冲抓方式，然后再采取回转钻进方法。

优先采用气举反循环或泵吸反循环钻进方法，同时，在复杂地层钻进时可考虑联合钻进方法。

5.3.3井身应圆正、垂直，并应符合下列规定：

——井身直径，不得小于设计井径。

——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。

5.3.4地层松散不稳定时，应设置井口保护管（技术套管），并保证在管井施工过程中不松动，井口不得坍塌，井口保护管（技术套管）一般为6m～20m。

5.3.5钻进的护壁方法应根据地层岩性，钻进方法及施工用水情况确定。

5.3.6冲洗介质应根据地层岩性、钻进方法和施工条件采用泥浆、空气或泡沫等，不推荐清水钻进,并应符合下列要求：

——保证井壁的稳定。

——减少对含水层渗透性和地层污染，保护地质环境。

——提高钻进效率等。

——采用空气钻进时，注意噪音和粉尘污染。

5.3.7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。

一般在粘土或稳定地层，采用普通泥浆；在松散、破碎地层，采用特殊泥浆；在严重漏失地层或缺水地层，采用空气钻进或节水钻探方法。

5.3.8冲洗介质的各项性能指标，应符合有关规定的要求。

钻进过程中，应定时测量各项性能指标。

5.4成井工艺

5.4.1成井前准备工作

5.4.1.1PVC-U塑料供水管井成井工艺主要包括以下流程：

成井管材检查、置换井内泥浆、探井、下管、一次冲孔换浆（环状间隙循环）、动态投砾、止水、二次冲孔换浆（井管内循环）、洗井、固井、抽水试验。

5.4.1.2PVC-U塑料管运输过程中不得与其它坚硬货物混装，并避免管材局部与车厢凸出部位长期接触挤压、冲击；在搬运过程中要做到缓慢、平放。

5.4.1.3对于首次使用PVC-U塑料井管产品，须做该材料对水质是否存在污染试验。

5.4.1.4成井前，应做好下列准备工作；

——确定劳动组织人员分工。

——根据测井资料和钻时录井情况，确定开采井段、止水位置、变