水文水井鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計

水文水井鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計第一頁，共26頁。二、鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容

井深、井徑、換徑程序、成井方法和抽水試驗等。第二頁，共26頁。三、鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

1、水文鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計主要滿足獲取水文地質(zhì)資料。

2、水井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計以有利于開采地下水為目的。第三頁，共26頁。

第一節(jié)水文鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、設(shè)計的內(nèi)容

開孔直徑、終孔直徑、鉆孔深度、中間套管的層次結(jié)構(gòu)和深度、過濾器的類型和規(guī)格、止水方法、抽水試驗、鉆進(jìn)工藝和成井方法等。第四頁，共26頁。二、設(shè)計步驟

首先設(shè)計過濾器，然后根據(jù)地層自下而上進(jìn)行套管和鉆頭尺寸和類型的設(shè)計。提出鉆進(jìn)各地層的工藝措施，規(guī)定成井方法和抽水試驗方案，填寫施工技術(shù)設(shè)計書。

第五頁，共26頁。過濾管開采管技術(shù)套管導(dǎo)向管孔口管三、套管類型第六頁，共26頁。1、孔口管

加固孔口，使孔口在鉆進(jìn)時不受循環(huán)的沖洗液沖刷而破壞。第七頁，共26頁。2、導(dǎo)向管

保證鉆孔垂直、封閉上部無用的含水層、防止不穩(wěn)定的松散巖層發(fā)生漏失、在鉆進(jìn)下部巖層時約束鉆具而導(dǎo)向。有時導(dǎo)向管與技術(shù)套管為同一管柱，在這種情況下導(dǎo)向管的深度可以增加。在另一些情況下，導(dǎo)向管和井口管亦可合二為一。此時井口管的管徑不能太大。導(dǎo)向管外一般要求固結(jié)，尤其是管底和管口應(yīng)進(jìn)行封牢。第八頁，共26頁。3、技術(shù)套管

在鉆進(jìn)到達(dá)目的層之前，出現(xiàn)了意外的含水層或不穩(wěn)定巖層，有坍塌或嚴(yán)重漏失，嚴(yán)重影響繼續(xù)鉆進(jìn)時下入。技術(shù)套管是為了解決施工技術(shù)而下的套管。第九頁，共26頁。4、開采管

在水文鉆探中稱抽水管。它有時代替導(dǎo)向管和技術(shù)管封閉上部的無用含水層和不穩(wěn)定巖層。一般開采管下到目的層的頂板。它是含水層中水的必經(jīng)之路。第十頁，共26頁。5、過濾管

也稱過濾器，安裝在含水層段，濾水擋砂，地下水經(jīng)過過濾管流入孔內(nèi)，再經(jīng)抽水機(jī)達(dá)到地面。第十一頁，共26頁。套管綜合示意圖

1－井口管，

2－導(dǎo)向管，

3－開采管，

4－過濾管，

5－技術(shù)套管第十二頁，共26頁。

第二節(jié)供水井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、設(shè)計的依據(jù)

設(shè)計供水井井身結(jié)構(gòu)時，在地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上，要依據(jù)使用單位所提出的供水量的要求進(jìn)行供水井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，計算單井涌水量是設(shè)計供水井首先要解決的問題。第十三頁，共26頁。二、單井涌水量的計算

單井涌水量計算的理論基礎(chǔ)，是1863年法國水力學(xué)家裘布依奠定的。它是以穩(wěn)定流理論為基礎(chǔ)的。假定了在潛水和承壓水抽水時，于一定時間后是穩(wěn)定的如圖所示，抽水是連續(xù)不斷的，水流為層流，形成一個動平衡狀態(tài)。第十四頁，共26頁。潛水完全井抽水示意圖第十五頁，共26頁。承壓水井抽水示意圖第十六頁，共26頁。

以上的方程式稱裘布依單井涌水量方程式。依此而導(dǎo)出的方程式很多，可參考《供水水文地質(zhì)手冊》(2)。從以上公式可以看出：當(dāng)已知含水層厚度、過濾器規(guī)格而進(jìn)行抽水獲得水位降時即可求得地層的滲透系數(shù)K。這就是地質(zhì)勘探所完成的，具體算法可參考供水水文地質(zhì)手冊中的圖表。而當(dāng)已掌握了該地區(qū)的地質(zhì)資料(即K為已知數(shù))我們可以求出涌水量與過濾器尺寸的關(guān)系，這就是供水設(shè)計者的任務(wù)。關(guān)于過濾器尺寸的計算將在第九章介紹。

第十七頁，共26頁。三、供水井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計

從以上討論可知供水井的過濾器尺寸可以由計算得知。但在設(shè)計供水井井徑時，往往還要考慮過濾器的類型。當(dāng)前我國采用的過濾器和井管種類繁多，同樣的內(nèi)徑過濾器，外徑相差很大，同類型的過濾器不同廠家的產(chǎn)品出水效果差異相當(dāng)大。例如，采用鋼管骨架過濾器比水泥礫石過濾器直徑要小的多。因此，當(dāng)前尚難總結(jié)出嚴(yán)格的科學(xué)的規(guī)律來。有關(guān)過濾器種類、尺寸與出水量的關(guān)系將在第九章詳細(xì)討論。除去過濾器，井管是水的通道。它的直徑也與涌水量有關(guān)。井管類型還與井深有關(guān)。例如陶瓷管只能用于淺井中，而深井則需要強(qiáng)度大的鋼管或鑄鐵管。第十八頁，共26頁。四、供水井井身結(jié)構(gòu)例舉

1、當(dāng)含水層較淺時如圖A所示為我國當(dāng)前常用的淺井農(nóng)田水利供水井結(jié)構(gòu)，稱作“一徑成井、一道管柱、一種管徑”。這種井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簡單，但往往會造成上下含水層互相串通。為了改善這種情況，在填礫時，應(yīng)分層填礫，分層隔離止水。如圖B所示那樣。第十九頁，共26頁。1一表土層；2一隔水層；3一含水層4一井壁；5一過濾器；6一井管；7一沉砂管。第二十頁，共26頁。

2、當(dāng)含水層較深時

當(dāng)含水層較深時，可以采用所示的結(jié)構(gòu)。圖中A結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)消耗管材少，不足之處當(dāng)水泵較大時，安裝水泵有困難。為了解決這個矛盾，往往將結(jié)構(gòu)改成B那樣。這種井身結(jié)構(gòu)稱作兩徑或三徑成井，兩道管柱，兩種管徑。第二十一頁，共26頁。AB第二十二頁，共26頁。

2、當(dāng)含水層在基巖時

當(dāng)有些基巖比較破碎時，仍需要下入穿孔的過濾器如圖A所示那樣。從適合衛(wèi)生和永久性、經(jīng)濟(jì)綜合考慮，圖B所示的井身結(jié)構(gòu)是最合理的。它用水泥封閉上部的咸水層，過濾器以尾管形式安裝，便于修復(fù)過濾器。第二十三頁，共26頁。AB第二十四頁，共26頁。

綜上所