水文水井分層抽水技術規(guī)程

1DBXX/TXXXXX—XXXX本標準規(guī)定了水文水井分層抽水總則、鉆孔質量及成井工藝要求、分層止水裝置、抽水儀器及設備、分層抽水工藝技術要求等內容，可作為分層抽水水文水井設計、施工、管理等工作的依據(jù)。本標準適用于水文水井單井分層止水抽水工作。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50296管井技術規(guī)范DZ/T0148水文水井地質鉆探規(guī)程YS/T5215抽水試驗規(guī)程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。水文水井hydrologicalwell以水文地質勘查或開發(fā)利用地下水資源為目的的孔（井）。3.2孔（井）身結構boreholestructure由鉆孔各孔段直徑和孔深，井管直徑、安裝長度、材質與深度，填礫、止水與固井位置,以及基巖裸孔孔段位置等構成的井身剖面要素。3.3成井工藝wellcompletiontechnology水文水井鉆孔達到預定深度和目的層后,為滿足地下水評價或開采要求而采取的作業(yè)過程。包括物探測井、掃孔、沖孔換漿、下管、填礫止水、固井、洗井、抽水試驗等工序。注：改寫GB9151-1988，定義17。3.4永久性止水permanentwatershut-off用于供水井和長期觀測孔中隔離含水層的長期性止水措施。3.5臨時止水temporarywatershut-off為完成測試目的的一種短期隔離含水層的止水措施。3.6分層止水intervalplugging在多層含水層的水文地質鉆孔中，為取得各含水層的水文地質資料資料而用止水材料或止水裝置而用止水材料或止水裝置將目的含水層（組、段）與其它含水層隔離的工序。2DBXX/TXXXXX—XXXX注：改寫GB/T14157-93，定義6.2.2.4。3.7止水裝置Sealingdevice用于孔（井）內不同含水層之間臨時封隔止水的材料及器具。3.8分層抽水試驗separate-intervalpumpingtest將抽水目的層與其它含水層隔離，分別進行抽水和觀測的試驗。[GB/T14157-93，術語6.3.1.4]4總則4.1目的任務為規(guī)范水文水井分層抽水技術要求，提高分層抽水試驗質量，制定本規(guī)程。合理選擇分層止水方法、止水裝置、抽水設備及觀測儀器，安裝止水、抽水設備，完成分層止水抽水試驗工作。4.2基本要求4.2.1進行分層抽水試驗的水文水井，應在充分掌握水文地質資料、巖心資料、物探測井資料基礎上遵循“先設計、后施工”的工作程序。4.2.2在鉆探施工及成井過程中應做好巖心編錄、簡易水文地質觀測、測井、下管、填礫止水等原始資料的記錄工作，原始記錄資料必須真實、齊全、可靠。4.2.3分層抽水試驗按照YS/T5215及相關規(guī)范要求詳細觀測記錄試驗資料，包括抽水目的層水量、水位、水溫、水質及相鄰層位水位變化情況。4.2.4按照分層抽水試驗目的合理劃分抽水試驗段，隔水層厚度宜大于5m。根據(jù)水文水井結構、分層數(shù)量及水文地質特征選擇適宜的止水位置、分層止水方法、止水裝置及抽水設備。4.3水文水井類型與結構4.2.1水文水井類型主要包括水文地質孔、勘探開采孔、供水井和觀測孔。按地層特征可分為松散巖層水井和基巖水井。4.2.2水文水井鉆孔（井）結構參見DZ/T0148-2014。典型孔（井）身結構包括一徑成井和多徑成井，常用井身結構參見附錄A。4.4含水層（組、段）分層原則4.4.1松散巖層水井4.4.1.1按照含水層層組及主要含水層、潛水和承壓水等不同類型劃分。4.4.1.2按照咸、淡水垂向分布深度、地下水污染界面或水質類型差別較大的含水層劃分。4.4.2基巖水井4.4.2.1按照分層抽水目的層或監(jiān)測目的層劃分。4.4.2.2按照地下水不同類型劃分或不同巖性和地層層系劃分。5鉆孔質量及成井工藝要求5.1鉆孔質量要求3DBXX/TXXXXX—XXXX5.1.1鉆孔孔徑填礫井鉆孔孔徑宜比井管直徑大200mm～300mm；基巖井鉆孔孔徑比井管直徑宜大40mm～60mm。5.1.2孔深誤差每鉆進100m、換徑、終孔及下管前,均需用鋼卷尺測量校正孔深。孔深允許誤差為2‰,超差者應以校正測量數(shù)據(jù)為準更正。5.1.3孔斜每鉆進50m、換徑、終孔或擴孔結束,應測量頂角彎曲度。下泵段頂角允許彎曲度每100m孔深不超過1°,其他孔段鉆孔頂角每100m孔深不超過1.5°。5.2成井工藝要求5.2.1井管安裝要求5.2.1.1填礫水井下管前必須進行測井和沖孔換漿，排除孔內沉渣，將孔內沖洗液的粘度降低至20s內，密度宜小于1.12g/cm3。5.2.1.2井管彎曲度小于1mm/m，內壁應光滑、圓直，并滿足洗井和安裝止水裝置、抽水設備要求。5.2.1.3下管前按井管結構設計丈量、記錄、排列井管安裝順序。5.2.1.4下管時井管連接處對齊，焊接牢固，無滲漏、砂眼。5.2.1.5濾水管安裝位置上下偏差不超過300mm。填礫水井井管柱每30m設置豎條型扶正器，扶正器外徑宜比鉆孔直徑小30mm～50mm。5.2.1.6井管安裝方法參照GB50296執(zhí)行。5.2.2填礫填礫方法、礫料質量及礫徑參照DZ/T0148-2014執(zhí)行。5.2.3管外止水管外分層止水，一般為永久性止水，止水部位應選擇在隔水性好、能準確分層或換徑部位。5.2.4洗井5.2.4.1洗井方法根據(jù)水文水井類型、成井工藝、水文地質條件等確定洗井方法和洗井時間,按照自下而上的順序分層（組、段）洗井。在同一孔（井）中,宜采用兩種以上方法聯(lián)合洗井,常用洗井方法參見附錄B。5.2.4.2洗井操作要求洗井操作要求遵照DZ/T0148-2014執(zhí)行。5.2.4.3洗井質量a）洗井結束后，井水應無色透明，含砂量趨于穩(wěn)定。b）試驗抽水出水量應滿足設計要求或連續(xù)兩次抽水單位出水量之差小于10%。c）井底沉淀物厚度不大于井深的5‰。6分層抽水止水裝置、儀器設備包括分層止水裝置、抽水設備、數(shù)據(jù)記錄觀測儀器、氣囊充氣設備、計量儀器等。6.1分層止水裝置6.1.1止水裝置包括止水材料、止水封隔器、中心管及配件等，根據(jù)孔（井）身結構合理選用。4DBXX/TXXXXX—XXXX6.1.2止水材料包括海帶、膨脹橡膠、止水托盤，根據(jù)孔（井）直徑加工制作。6.1.3止水封隔器分為氣囊式、壓縮橡膠塞式、自封式等類型。6.1.4充氣設備包括充氣泵或高壓氮氣瓶等設備，與減壓器、三通閥、壓力表、高壓氣線等配合使用。高壓氣線抗壓強度應大于入水壓強度。6.2抽水設備6.2.1抽水設備包括空壓機、潛水泵等。根據(jù)孔（井）身結構、水位、預測出水量、止水裝置要求等選擇抽水設備。6.2.2采用潛水泵分層抽水時，潛水泵揚程及流量應滿足含水層抽水試驗要求，水溫超過50°時應采用高溫潛水泵。6.2.3抽水設備安裝應按照使用說明書及分層抽水試驗設計進行安裝。6.3計量儀器6.3.1地下水位計量儀器6.3.1.1包括地下水自動記錄儀、水位計。6.3.1.2地下水自動記錄儀下入監(jiān)測層位，與數(shù)據(jù)傳輸電纜、數(shù)據(jù)顯示與存儲器配合使用，自動記錄傳輸水位、水溫等數(shù)據(jù)，其型號、參數(shù)選擇根據(jù)入水深度、水位埋深、抽水最大降深確定。6.3.1.3地下水自動記錄儀必須放置在固定于止水管柱上的保護筒內，傳輸電纜線捆扎在出水管上。6.3.1.4地下水自動記錄儀使用前需用氣壓計進行校正。6.3.2溫度計量儀器水溫、氣溫計量儀器包括水銀溫度計、電子溫度計、氣溫溫度計等。6.3.3流量計量儀器包括三角堰、流量儀、水表等。7.分層抽水工藝技術7.1分層止水要求7.4.1選擇的止水材料或止水裝置必須滿足隔水性能良好、無毒、不污染水質、達到使用壽命等要求。7.4.2管內止水位置應與管外止水位置對應一致，分層抽水順序宜由深部含水層開始依次向上進行。7.4.3在地面組裝止水材料、止水裝置，按照計算好的下井位置依次連接下入。7.4.4井內出水管可采用鉆桿或泵管，通過接頭或法蘭盤與水泵、止水中心管、止水封隔器連接。7.4.5使用封隔器止水時,下井前應對其密封和止水性能進行檢驗，探孔確認無障礙時方可下入井內。7.2管外分層止水7.2.1松散巖層井主要采用回填黏土球分層止水，適用600m以內深度的水井。7.2.2基巖井一般采用水泥漿固井或在井管外側設置止水材料（海帶、橡膠傘、膨脹橡膠等）進行止水。7.2.3止水材料主要包括黏土球、水泥、海帶、橡膠傘、膨脹橡膠等，其中水泥固井主要用于基巖井表層套管止水；海帶、膨脹橡膠、橡膠傘止水用于井管外側隔離各目的含水層的分層止水。7.2.4止水操作要求7.2.4.1黏土球直徑20mm?40mm，止水部位黏土球厚度為100mm?150mm，垂向深度宜大于5m。7.2.4.2固井水泥選用普通硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥，標號不低于P.O32.5水泥，水泥漿密度為5DBXX/TXXXXX—XXXX1.60g/cm3?1.85g/cm3之間。固井水泥漿應返出地表，侯凝時間應大于初凝時間。7.2.4.3使用海帶止水時，將海帶編成密實辮狀纏繞、固定在止水托盤中間，止水海帶有效高度大于0.5m，纏繞直徑宜小于鉆孔直徑6mm?10mm。7.2.4.4使用膨脹橡膠止水時，將橡膠纏繞在井管上，形成帶狀或筒狀橡膠圈，纏繞2?4組，外徑比孔徑小5mm?8mm，兩端設置限脹環(huán)固定在井管上。7.2.4.5使用橡膠傘止水時，在止水段設置2?4組，每組不少于2個，橡膠傘直徑比孔徑大6mm?12mm，可與海帶、膨脹橡膠等止水材料配合使用。7.3管內分層止水7.3.1管內止水為臨時止水，常用止水方法包括遇水膨脹材料（海帶、膨脹橡膠等）止水、封隔器（氣囊式、壓縮橡膠塞式、自封式等）止水。水文水井止水方法及止水裝置型號、規(guī)格及適用用范圍參見附7.3.2海帶止水:適用于上下兩層變徑水井，用前將海帶浸濕陰干纏繞在止水中心管上,直徑比井管內徑小6mm?10mm，兩側設置托盤和壓盤，下入井內變徑處被壓縮后遇水膨脹止水，海帶有效高度不小于0.5m。7.3.3膨脹橡膠止水：適用于一徑或變徑水井，使用時在止水中心管上下兩端設置限脹環(huán)，在限脹環(huán)之間纏繞2?4組膨脹橡膠，形成高度不小于0.5m的帶狀或筒狀橡膠圈，外徑比井管內徑小6mm?8mm。7.3.4充氣封隔器止水：可實現(xiàn)1800m以內深度的管井分層止水，常用于300m以淺一徑管井。通過充氣設備向井下氣囊內充氣膨脹密封止水；一般采用2個氣囊，對抽水目的層上下頂?shù)装宸忾]隔離，氣囊止水有效長度不小于0.5m,氣囊直徑比井管內徑小20mm?30mm，充氣壓力比靜水壓力大0.3Mpa?1.0Mpa，抽水試驗時充氣壓力保持穩(wěn)定。7.3.5壓縮橡膠塞封隔器止水：適用于1000m以內深度的一徑或變徑水井。橡膠塞安裝在止水中心管上,在推力和重力壓縮作用下,橡膠塞徑向膨脹止水。橡膠塞外徑比井管內徑小6mm?10mm。7.3.6自封式皮碗封隔器止水：主要用于外徑114.3mm?244.5mm石油套管水井止水，主要依靠皮碗與套管的過盈接觸來達到封隔止水目的，皮碗外徑比井管內徑大4mm?5mm。7.4止水效果檢驗7.4.1水位壓差法檢驗、泵壓法檢驗、食鹽擴散法檢驗遵照DZ/T0148-2014要求執(zhí)行。7.4.2旁測管檢驗：安裝井管時設置旁測管，分層抽水時觀測相鄰含水層水位波動情況，若水位波動幅度不超過10cm，則止水有效。7.4.3管內分層止水檢驗：在止水裝置上下安裝自動水位儀，分層抽水時目的層和相鄰含水層水位波動幅度不超過5cm，則止水有效。7.5安裝方式依據(jù)孔（井）身結構、地下水水頭高度及潛水泵安裝位置分為兩種安裝方式。7.5.1潛水泵安裝在抽水目的層7.5.1.1適用于井管口徑為127mm?325mm一徑或變徑水井，孔（井）深不宜超過300m。7.5.1.2可采用海帶、膨脹橡膠、氣囊式、自封式止水封隔器。7.5.1.3止水封隔器安裝在抽水目的層上下隔水層位置，潛水泵安裝在目的層濾水管段靠上位置，分為下、中、上三種安裝方式，可實現(xiàn)井內任意層（段）地下水分層抽水試驗。（見附圖A）。7.5.1.4地下水自動記錄儀安裝在抽水目的層和上部非目的層，實時記錄、傳輸水位和水溫變化情況，檢驗止水效果。6DBXX/TXXXXX—XXXX7.5.2抽水設備安裝在非抽水目的層7.5.2.1根據(jù)地下承壓水壓力水頭高度，利用止水封隔器、過濾器、出水管等裝置將抽水目的層地下水導入水井上部非目的層或大徑下泵段，安裝抽水設備進行分層抽水。7.5.2.2適用井管口徑為96mm?273mm的一徑或變徑水井，可對1800m以內深水井進行分層抽水試驗。7.5.2.3一般采用壓縮式橡膠塞、充氣氣囊封隔器止水。7.5.2.4使用壓縮式橡膠塞止水時，下管時應在井管內設置止水座環(huán)（內臺階利用鉆桿將止水裝置送入井內預定位置，在止水座環(huán)推力和重力作用下壓縮止水膠塞，實現(xiàn)封隔止水。地下水由濾水器、止水中心管、出水管進入上部下泵段（不含抽水層段安裝抽水設備進行抽水試驗。7.5.2.5使用充氣氣囊止水封隔器時，止水封隔器安裝在抽水目的層上下隔水層位置，潛水泵應安裝在泵室管內以隔離上部含水層。（見附圖B）7.5.2.6井內止水裝置、抽水設備安裝完畢后，在地面連接電纜、數(shù)據(jù)線、測量儀器等，啟動電源檢查出水、數(shù)據(jù)傳送是否正常，止水效果是否可靠，依次進行抽水試驗。7.6解封7.6.1氣囊式止水封隔器：抽水結束后放氣解壓，提出潛水泵、止水裝置。7.6.2壓縮橡膠塞止水封隔器：提出抽水設備后，下入鉆具撈出止水裝置。7.6.3海帶、膨脹橡膠、自封式皮碗止水封隔器：抽水結束后直接提出止水裝置。8.分層抽水試驗8.1分層抽水試驗前，應先進行最大降深混合抽水試驗，抽水時間要求延續(xù)不少于24h,穩(wěn)定時間不少于2h，初步了解水位降深值與涌水量之間的關系。8.2分層抽水試驗參照《抽水試驗規(guī)程》YS/T5215及現(xiàn)行有關標準執(zhí)行。DBXX/TXXXXX—XXXX（資料性附錄）表A水文水井常用孔（井）身結構井525?630板卷管、無徑成井480?580450?525350?450層525?630（資料性附錄）表B常用洗井方法8DBXX/TXXXXX—XXXX（資料性附錄）表C常用止水方法及止水裝置水等（資料性附錄）表D地下水自動記錄儀技術參數(shù)15DBXX/TXXXXX—XXXX圖A潛水泵安裝于抽水目的層止水裝置示意圖1—泵管；2—止水裝置；3—潛水泵；4—泵室；5—水位自動記錄儀；6—傳輸線、電纜線；7—井管DBXX/TXXXXX—XXXX圖B潛水泵安裝于非抽水目的層止水裝置示意圖圖B.1氣囊封隔器等止水裝置安裝示意圖1—導水管道；2—止水裝置；3—水位自動記錄儀；4—傳輸線、電纜線；5—泵管；6—潛水泵；7—井管；8—變徑接頭DBXX/TXXXXX—XXXX圖B.2雙packer系統(tǒng)止水裝置安裝示意圖1—導水管道；2—止水裝置；3—水位自動記錄儀；4—傳輸線、電纜線；5—泵管；6—潛水泵；7—泵室；8—井管DBXX/TXXXXX—XXXX參考文獻[1]水文地質手冊（第二版地質出版社，2012年.[2