第07章水文地質(zhì)鉆探

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1、 Exploration Engineering Drilled by Diamond Bit 鉆掘工程學(xué)鉆掘工程學(xué) 第七章第七章 水文地質(zhì)鉆探水文地質(zhì)鉆探 授授 課課 內(nèi)內(nèi) 容容 水文水井鉆進工藝 水文水井成井工藝 水文地質(zhì)鉆探 要求 了解水文地質(zhì)鉆探的特殊性及井了解水文地質(zhì)鉆探的特殊性及井身結(jié)構(gòu)，熟悉水文地質(zhì)孔身結(jié)構(gòu)，熟悉水文地質(zhì)孔( (井井) )鉆探鉆探的特殊技術(shù)措施，如鉆進方法，沖的特殊技術(shù)措施，如鉆進方法，沖洗液，沖洗方式等；掌握水文地質(zhì)洗液，沖洗方式等；掌握水文地質(zhì)孔孔( (井井) )成井工藝的目的，主要工序，成井工藝的目的，主要工序，質(zhì)量檢驗方法等質(zhì)量檢驗方法等 。 要求：要求：

2、 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 一、一、 水文水井鉆探的目的和特點水文水井鉆探的目的和特點 研究地質(zhì)剖面；研究地質(zhì)剖面； 確定含水層的層數(shù)確定含水層的層數(shù)、厚度和深度；厚度和深度； 查明巖石成分查明巖石成分、巖性及構(gòu)造；巖性及構(gòu)造； 測定各含水層的地下水位；測定各含水層的地下水位； 是勘探開發(fā)地下水的重要手段。輕重工業(yè)、水是勘探開發(fā)地下水的重要手段。輕重工業(yè)、水電工程、礦山開采、灌溉、國防交通等都要查明電工程、礦山開采、灌溉、國防交通等都要查明地下水的埋藏條件、活動規(guī)律和含水層的水質(zhì)、地下水的埋藏條件、活動規(guī)律和含水層的水質(zhì)、水量，以充分利用地下水資源為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)水量，以充分利用地下水資源為經(jīng)

3、濟建設(shè)服務(wù) 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 1、鉆探的目的、鉆探的目的 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 確定含水層的水力參數(shù)及彼此之間的關(guān)系；確定含水層的水力參數(shù)及彼此之間的關(guān)系； 一、水文水井鉆探的目的和特點一、水文水井鉆探的目的和特點 采取水樣進行水質(zhì)分析，并測定含水層的巖石采取水樣進行水質(zhì)分析，并測定含水層的巖石物理性質(zhì)和顆粒組成；物理性質(zhì)和顆粒組成； 利用鉆孔進行水動態(tài)觀測和監(jiān)測，以便了解和利用鉆孔進行水動態(tài)觀測和監(jiān)測，以便了解和預(yù)測地下水動態(tài)變化規(guī)律和趨勢，科學(xué)開采利用預(yù)測地下水動態(tài)變化規(guī)律和趨勢，科學(xué)開采利用地下水。地下水

4、。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 一、水文水井鉆探的目的和特點一、水文水井鉆探的目的和特點 2、鉆探的特點、鉆探的特點 鉆進大多在松散鉆進大多在松散、膠結(jié)差的卵膠結(jié)差的卵、礫石層礫石層、砂礫層及各種土層中砂礫層及各種土層中，易塌易塌、漏失漏失、取心困難取心困難、事故多事故多、效率低；效率低； 施工周期短，搬遷頻繁，勞動強度大。施工周期短，搬遷頻繁，勞動強度大。 鉆孔直徑大鉆孔直徑大、深度小深度小，孔孔( (井井) )身結(jié)構(gòu)復(fù)雜身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆進方法多鉆進方法多，設(shè)備能力大；設(shè)備能力大； 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水

5、井鉆探工藝 二、水文水井孔二、水文水井孔(井井)身結(jié)構(gòu)身結(jié)構(gòu) 水文水井鉆探開始前，需根據(jù)地層特點進行水文水井鉆探開始前，需根據(jù)地層特點進行孔孔( (井井) )身結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)是否合理是安全、高身結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)是否合理是安全、高效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟和準(zhǔn)確獲得地質(zhì)資料的保證。效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟和準(zhǔn)確獲得地質(zhì)資料的保證。 1、孔、孔(井井)身結(jié)構(gòu)要素的確定身結(jié)構(gòu)要素的確定 (1)孔孔( (井井) )深深 孔孔( (井井) )鉆進的深度。由水文地鉆進的深度。由水文地質(zhì)勘探和開發(fā)地下水目的層的埋藏深度決定質(zhì)勘探和開發(fā)地下水目的層的埋藏深度決定水文地質(zhì)孔以最底下含水層作為鉆孔的深度；水文地質(zhì)孔以最底下含水層作為鉆孔

6、的深度；長期觀測孔、探采結(jié)合孔、供水井，需考慮含長期觀測孔、探采結(jié)合孔、供水井，需考慮含水層深度和保障孔水層深度和保障孔( (井井) ) 壽命的沉砂管長度壽命的沉砂管長度。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 1、孔、孔(井井)身結(jié)構(gòu)要素的確定身結(jié)構(gòu)要素的確定 二、水文水井孔二、水文水井孔(井井)身結(jié)構(gòu)身結(jié)構(gòu) (2)孔孔( (井井) )徑：徑： 孔孔( (井井) )徑包括開孔直徑、徑包括開孔直徑、中間變徑和終孔直徑。特別是終孔直徑必須中間變徑和終孔直徑。特別是終孔直徑必須考慮以下因素：考慮以下因素： 巖心直徑巖心直徑為了滿足獲得準(zhǔn)確水文地質(zhì)為了滿足獲得準(zhǔn)

7、確水文地質(zhì)資料，進行必要的巖心分析、試驗，地質(zhì)部資料，進行必要的巖心分析、試驗，地質(zhì)部門規(guī)定終孔直徑不小于門規(guī)定終孔直徑不小于110mm110mm。 過濾管直徑和抽水泵的外徑過濾管直徑和抽水泵的外徑供水井中供水井中需考慮水泵直徑，一般比水泵外徑大需考慮水泵直徑，一般比水泵外徑大2 2倍。倍。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 1、孔、孔(井井)身結(jié)構(gòu)要素的確定身結(jié)構(gòu)要素的確定 二、水文水井孔二、水文水井孔(井井)身結(jié)構(gòu)身結(jié)構(gòu) 2、孔、孔(井井)身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 (1)設(shè)計原則設(shè)計原則 能有效保護含水層，使之不受污染損害；能有效保護含水層，使

8、之不受污染損害； 避免孔避免孔( (井井) )復(fù)雜情況產(chǎn)生，為全孔復(fù)雜情況產(chǎn)生，為全孔( (井井) )順順利鉆進創(chuàng)造條件，使施工周期最短；利鉆進創(chuàng)造條件，使施工周期最短； 從下往上逐段設(shè)計孔徑和深度；從下往上逐段設(shè)計孔徑和深度； 滿足地質(zhì)和生產(chǎn)要求，對地質(zhì)滿足地質(zhì)和生產(chǎn)要求，對地質(zhì)剖面預(yù)測可能剖面預(yù)測可能不準(zhǔn)確，要留有余地，同時要考慮工藝水平；不準(zhǔn)確，要留有余地，同時要考慮工藝水平； 孔孔( (井井) )身結(jié)構(gòu)力求最簡單。身結(jié)構(gòu)力求最簡單。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 1、孔、孔(井井)身結(jié)構(gòu)要素的確定身結(jié)構(gòu)要素的確定 二、水文水井孔二、水文水井

9、孔(井井)身結(jié)構(gòu)身結(jié)構(gòu) 2、孔、孔(井井)身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 (1)設(shè)計原則設(shè)計原則 (2) 孔孔(井井)身結(jié)構(gòu)身結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計原則、地層情況、工藝水平，根據(jù)設(shè)計原則、地層情況、工藝水平，孔孔( (井井) )身結(jié)構(gòu)可分為身結(jié)構(gòu)可分為5 5種。種。 水文地質(zhì)普查孔：終孔直徑不小于水文地質(zhì)普查孔：終孔直徑不小于110mm。 水文地質(zhì)勘探孔：終孔直徑根據(jù)孔內(nèi)是否需要填水文地質(zhì)勘探孔：終孔直徑根據(jù)孔內(nèi)是否需要填礫確定。礫確定。 探采結(jié)合探采結(jié)合孔終孔直孔終孔直徑常采用徑常采用150mm，上，上部需考慮抽部需考慮抽水泵直徑。水泵直徑。長期觀測長期觀測孔：因需要孔：因需要保證在觀測保證在觀測期內(nèi)

10、井壁安期內(nèi)井壁安全，要下套全，要下套管，填礫洗管，填礫洗井等。井等。 供水井：井徑較大，成井工藝復(fù)雜，同時要有永供水井：井徑較大，成井工藝復(fù)雜，同時要有永久性的技術(shù)措施以保證水井使用壽命久性的技術(shù)措施以保證水井使用壽命 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 鉆進所遇含水層多為第四紀(jì)砂砂礫卵礫石鉆進所遇含水層多為第四紀(jì)砂砂礫卵礫石層等。特點是膠結(jié)性差，松散，易塌坍、漏失。層等。特點是膠結(jié)性差，松散，易塌坍、漏失。鉆進時容易被切入，切削具磨損不大，吃入深度鉆進時容易被切入，切削具

11、磨損不大，吃入深度大，鉆孔直徑大，要求鉆機能提供大的扭矩，鉆大，鉆孔直徑大，要求鉆機能提供大的扭矩，鉆桿能承受較大的扭矩。孔徑大，鉆桿與孔壁的間桿能承受較大的扭矩?？讖酱?，鉆桿與孔壁的間隙也大，要求大的泵量完成凈化巖粉的目的。隙也大，要求大的泵量完成凈化巖粉的目的。 在含水層鉆進，為不污染含水層而得到準(zhǔn)確的在含水層鉆進，為不污染含水層而得到準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，鉆進時沖孔盡量使用清水地質(zhì)資料，鉆進時沖孔盡量使用清水為不導(dǎo)致為不導(dǎo)致孔壁不穩(wěn)定的趨向，往往需要用套管護壁孔壁不穩(wěn)定的趨向，往往需要用套管護壁。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法

12、三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 使用套管直徑大使用套管直徑大。為便于起下套管柱為便于起下套管柱，井外井外徑需一樣大；為增加穩(wěn)固性徑需一樣大；為增加穩(wěn)固性，套管壁厚較巖心鉆套管壁厚較巖心鉆探大探大。 鉆頭結(jié)構(gòu)采用大水口鉆頭結(jié)構(gòu)采用大水口、少切削具少切削具、較多片狀較多片狀合金合金。為使沖洗液暢通為使沖洗液暢通，多數(shù)鉆頭為肋骨鉆頭多數(shù)鉆頭為肋骨鉆頭。 鉆桿直徑大鉆桿直徑大。是為了增大扭矩是為了增大扭矩，減小沖洗液減小沖洗液在鉆桿中流動的阻力在鉆桿中流動的阻力。 鉆進工藝采用鉆進工藝采用“輕壓、慢轉(zhuǎn)、大泵量輕壓、慢轉(zhuǎn)、大泵量”的規(guī)的規(guī)程。程。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝

13、 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 要求：要求： 輕壓輕壓、慢轉(zhuǎn)慢轉(zhuǎn)、大泵量大泵量。 輕壓輕壓軟層中巖石可鉆性小，輕壓可以防止鉆軟層中巖石可鉆性小，輕壓可以防止鉆桿折斷事故，改善鉆桿柱的受力狀態(tài)，防止孔斜。桿折斷事故，改善鉆桿柱的受力狀態(tài)，防止孔斜。 慢轉(zhuǎn)慢轉(zhuǎn)為適應(yīng)水文水井孔直徑大為適應(yīng)水文水井孔直徑大、扭矩大而扭矩大而采用的技術(shù)措施采用的技術(shù)措施。鉆機轉(zhuǎn)數(shù)鉆機轉(zhuǎn)數(shù)2020120120r/minr/min，設(shè)設(shè)立若干檔次立若干檔次。 大泵量大泵量孔壁與鉆桿環(huán)狀間隙大，通過增加孔壁與鉆桿環(huán)狀間隙大，通

14、過增加排量來增加環(huán)狀間隙的流速，防止巖屑重復(fù)破排量來增加環(huán)狀間隙的流速，防止巖屑重復(fù)破碎和事故發(fā)生，使孔底凈化。碎和事故發(fā)生，使孔底凈化。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 回轉(zhuǎn)鉆進進行水文水井鉆探，是應(yīng)用最廣泛回轉(zhuǎn)鉆進進行水文水井鉆探，是應(yīng)用最廣泛的鉆探方法。目前很多先進的鉆探方法如空氣鉆的鉆探方法。目前很多先進的鉆探方法如空氣鉆進、反循環(huán)鉆進、潛孔錘鉆進等都是從常規(guī)回轉(zhuǎn)進、反循環(huán)鉆進、潛孔錘鉆進等都是從常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進法演變和發(fā)

15、展而來的，仍具有回轉(zhuǎn)鉆進的特鉆進法演變和發(fā)展而來的，仍具有回轉(zhuǎn)鉆進的特點。大直徑回轉(zhuǎn)鉆進方法，在第四系中多為不取點。大直徑回轉(zhuǎn)鉆進方法，在第四系中多為不取心鉆進，在基巖中為取心鉆進。全面不取心鉆進心鉆進，在基巖中為取心鉆進。全面不取心鉆進可分為兩大類：可分為兩大類： (1)魚尾、三翼、四翼鉆頭鉆進魚尾、三翼、四翼鉆頭鉆進 (2)牙輪鉆頭鉆進牙輪鉆頭鉆進 牙牙輪輪鉆鉆頭頭 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、

16、大口徑基巖取心鉆進 在基巖中進行大口徑水文井鉆探在基巖中進行大口徑水文井鉆探，為減少對為減少對巖石的破碎量巖石的破碎量，采用巖心鉆探采用巖心鉆探，使用硬合金或使用硬合金或鉆粒鉆頭鉆進鉆粒鉆頭鉆進。其鉆進工藝與巖心鉆探相似其鉆進工藝與巖心鉆探相似，所不同的是直徑較大所帶來的問題所不同的是直徑較大所帶來的問題。由于井徑由于井徑大大，巖心直徑較粗巖心直徑較粗，卡斷巖心在水文水井鉆探卡斷巖心在水文水井鉆探中成了問題中成了問題，概括起來有以下幾個方面：概括起來有以下幾個方面： 使用盡可能長的巖心管，延長回次進尺，使使用盡可能長的巖心管，延長回次進尺，使巖心達到一定長度后，巖心可在機械振動下順其巖心達到一

17、定長度后，巖心可在機械振動下順其節(jié)理、層理或裂隙等折斷。節(jié)理、層理或裂隙等折斷。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 投卡料前要將鉆具提離井底一段距離投卡料前要將鉆具提離井底一段距離，投卡投卡料后要開大泵量料后要開大泵量，使卡料沖到鉆頭與巖心的環(huán)狀使卡料沖到鉆頭與巖心的環(huán)狀間隙處而卡住巖心間隙處而卡住巖心。 卡料應(yīng)由硬石塊卡料應(yīng)由硬石塊、鋼粒和鐵絲組成鋼粒和鐵絲組成。其大小其大小應(yīng)根據(jù)巖

18、心與巖心管內(nèi)徑間隙大小而定應(yīng)根據(jù)巖心與巖心管內(nèi)徑間隙大小而定。 扭卡巖心時扭卡巖心時，開車不能過猛開車不能過猛，以免扭斷鉆桿以免扭斷鉆桿或損壞鉆機或損壞鉆機。 在特殊的情況下，利用巖心楔斷器將巖心楔在特殊的情況下，利用巖心楔斷器將巖心楔斷后再卡取，或采用小直徑掏心的辦法使大直徑斷后再卡取，或采用小直徑掏心的辦法使大直徑巖心震斷后再取。巖心震斷后再取。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進

19、4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 擴孔鉆進成井?dāng)U孔鉆進成井先用小直徑取心鉆進，然后用先用小直徑取心鉆進，然后用大直徑擴孔成井。大直徑擴孔成井。 主要應(yīng)用于以下情況：主要應(yīng)用于以下情況： 受設(shè)計受設(shè)計能力限制能力限制，不能一徑成井時不能一徑成井時，可以逐可以逐級擴孔成井級擴孔成井。當(dāng)鉆機功率小不能適應(yīng)大的巖石破當(dāng)鉆機功率小不能適應(yīng)大的巖石破碎量碎量，或因泵量小而不能排除較多的巖屑量時或因泵量小而不能排除較多的巖屑量時，可以逐級擴孔成井可以逐級擴孔成井。 當(dāng)含水層較多當(dāng)含水層較多，需要需要分層觀測分層觀測時時，常用擴孔常用擴孔鉆進來滿足水文地質(zhì)的需要鉆進來滿足水文地質(zhì)的需要。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第

20、一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 地層條件不允許用大口徑一次成井地層條件不允許用大口徑一次成井，施工時只有先打小眼施工時只有先打小眼，然后逐級擴孔成井然后逐級擴孔成井。或因填礫厚度要求井徑加大或局部加大時或因填礫厚度要求井徑加大或局部加大時，也常用擴孔鉆進來滿足成井工藝要求也常用擴孔鉆進來滿足成井工藝要求。 當(dāng)下入井內(nèi)的提水設(shè)備直徑很大時當(dāng)下入井內(nèi)的提水設(shè)備直徑很大時，需要上部擴孔來滿足安裝

21、水泵的要求需要上部擴孔來滿足安裝水泵的要求。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 擴孔鉆進應(yīng)注意：擴孔鉆進應(yīng)注意： 根據(jù)使用設(shè)備能力和井徑要求根據(jù)使用設(shè)備能力和井徑要求，合合理確定擴孔級差理確定擴孔級差，級差一般在級差一般在300300500500mmmm直徑之間；直徑之間； 根據(jù)地層特點使用合理的鉆頭類型根據(jù)地層特點使用合理的鉆頭類型。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工

22、藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 (1) 粘土層擴孔粘土層擴孔 在粘土層擴孔時在粘土層擴孔時，由于回轉(zhuǎn)阻力較大由于回轉(zhuǎn)阻力較大，可以采可以采用逐級擴孔的方法成井；另外粘土層擴孔時造漿用逐級擴孔的方法成井；另外粘土層擴孔時造漿率高率高，應(yīng)經(jīng)常調(diào)漿；地層條件許可時應(yīng)經(jīng)常調(diào)漿；地層條件許可時，可采用清可采用清水鉆進；在縮徑嚴(yán)重地層水鉆進；在縮徑嚴(yán)重地層，應(yīng)當(dāng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿應(yīng)當(dāng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿，鉆頭

23、通過縮徑段后鉆頭通過縮徑段后，要上下掃孔數(shù)次要上下掃孔數(shù)次，以減輕縮以減輕縮徑現(xiàn)象；粘土層擴孔鉆進所使用的鉆頭多為六翼徑現(xiàn)象；粘土層擴孔鉆進所使用的鉆頭多為六翼螺旋肋骨鉆頭或多級肋骨鉆頭螺旋肋骨鉆頭或多級肋骨鉆頭。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 (1) 粘土層擴孔粘土層擴孔 (2) 砂層擴孔砂層擴孔 在砂層擴孔鉆進時，阻力較小，進尺快，在砂層擴孔鉆進時，阻力

24、較小，進尺快，應(yīng)當(dāng)注意泥漿質(zhì)量，適當(dāng)加稠泥漿；在鉆應(yīng)當(dāng)注意泥漿質(zhì)量，適當(dāng)加稠泥漿；在鉆進時少提動鉆具，保持井壁穩(wěn)定；在流砂進時少提動鉆具，保持井壁穩(wěn)定；在流砂層擴孔鉆進時，應(yīng)當(dāng)減少泵量，以免沖垮層擴孔鉆進時，應(yīng)當(dāng)減少泵量，以免沖垮井壁；除使用六翼旋肋骨鉆頭外，常使用井壁；除使用六翼旋肋骨鉆頭外，常使用多級肋骨擴孔鉆頭。多級肋骨擴孔鉆頭。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、

25、擴孔鉆進 (1) 粘土層擴孔粘土層擴孔 (2) 砂層擴孔砂層擴孔 (3) 礫石層擴孔礫石層擴孔 為防止礫石孔壁坍塌，礫石層擴為防止礫石孔壁坍塌，礫石層擴孔鉆進應(yīng)選用玉米式鉆頭。依靠玉孔鉆進應(yīng)選用玉米式鉆頭。依靠玉米鉆頭的擠壓作用而加固井壁，泵米鉆頭的擠壓作用而加固井壁，泵量也不宜太大。由于玉米式鉆頭鉆量也不宜太大。由于玉米式鉆頭鉆孔鉆機的震動特別大，轉(zhuǎn)速應(yīng)降低，孔鉆機的震動特別大，轉(zhuǎn)速應(yīng)降低，鉆壓適當(dāng)加大?？赡軙r，礫石層盡鉆壓適當(dāng)加大。可能時，礫石層盡量不用擴孔鉆進。量不用擴孔鉆進。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆

26、進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 正循環(huán)方式鉆進大口徑鉆孔，明顯存在沖洗正循環(huán)方式鉆進大口徑鉆孔，明顯存在沖洗液液V上上低低,排屑不良；孔內(nèi)事故幾率增加；鉆進排屑不良；孔內(nèi)事故幾率增加；鉆進效率低。故效率低。故在鉆進工藝上，改變?yōu)榉囱h(huán)方式，在鉆進工藝上，改變?yōu)榉囱h(huán)方式，其優(yōu)點除鉆進速度快以外，在鉆進費用上也比其優(yōu)點除鉆進速度快以外，在鉆進費用上也比正循環(huán)方式低正循環(huán)方式低30304040。 (1) (1) 特點特點 沖洗液上升速度快沖洗液

27、上升速度快，排屑能力強排屑能力強，井底干凈井底干凈。巖屑不受重復(fù)破碎巖屑不受重復(fù)破碎，鉆進速度快鉆進速度快，經(jīng)濟指標(biāo)提高經(jīng)濟指標(biāo)提高。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 (1) (1) 特特點點 鉆進時井內(nèi)有較高的水位鉆進時井內(nèi)有較高的水位，因此可以平衡因此可以平衡地應(yīng)力地應(yīng)力，使井壁較為穩(wěn)定使井壁較為穩(wěn)定。 鉆進時除用很短的孔口管保

28、護井口外鉆進時除用很短的孔口管保護井口外，均均可采用清水鉆進可采用清水鉆進。 鉆進時井內(nèi)有一定的漏失鉆進時井內(nèi)有一定的漏失，應(yīng)補充沖洗液的應(yīng)補充沖洗液的滲漏損失滲漏損失，故需要安排專門的供水措施故需要安排專門的供水措施。 反循環(huán)鉆進在鉆進規(guī)程不當(dāng)時易發(fā)生巖心堵反循環(huán)鉆進在鉆進規(guī)程不當(dāng)時易發(fā)生巖心堵塞，鉆進中斷。當(dāng)?shù)貙又杏写蟮[石時，必須采取塞，鉆進中斷。當(dāng)?shù)貙又杏写蟮[石時，必須采取措施以防堵塞。措施以防堵塞。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不

29、取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 (1) (1) 特點特點 (2) 工作原理及方式工作原理及方式 水文水井鉆探的反循環(huán)鉆進方式，按照水文水井鉆探的反循環(huán)鉆進方式，按照形成鉆桿內(nèi)上升水流的方式可分為：泵吸反形成鉆桿內(nèi)上升水流的方式可分為：泵吸反循環(huán)、壓縮空氣反循環(huán)和射流反循環(huán)。循環(huán)、壓縮空氣反循環(huán)和射流反循環(huán)。 1)泵吸反循環(huán)泵吸反循環(huán) 泵吸反循環(huán)：利用離心泵或抽吸泵的抽吸力泵吸反循環(huán)：利用離心泵或抽吸泵的抽吸力使鉆桿內(nèi)部液體上升的一種管路布置方式。使鉆桿內(nèi)部液體上升的一種管路布置方式。 泵的進水管與主動鉆桿水泵的進水管

30、與主動鉆桿水籠頭相接，并通過鉆桿將吸籠頭相接，并通過鉆桿將吸入口下到井底，井內(nèi)的沖洗入口下到井底，井內(nèi)的沖洗液經(jīng)鉆頭液經(jīng)鉆頭( (可看做泵的吸入可看做泵的吸入口口) )攜帶巖屑經(jīng)鉆桿上升，攜帶巖屑經(jīng)鉆桿上升，由水泵水管排出口排送到集由水泵水管排出口排送到集碴坑。碴坑。 泵吸式反循環(huán)鉆進，適用泵吸式反循環(huán)鉆進，適用于地下水位高，滲入量較小于地下水位高，滲入量較小的地區(qū)工作。鉆進效率在井的地區(qū)工作。鉆進效率在井深深50m50m以內(nèi)較高，隨井深增以內(nèi)較高，隨井深增加效率逐漸降低。經(jīng)濟合理加效率逐漸降低。經(jīng)濟合理的鉆進深度約為的鉆進深度約為100100120 m120 m，最大的鉆進深度可達最大的鉆進

31、深度可達200m200m。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 (1) (1) 特點特點 (2) 工作原理及方式工作原理及方式 1)泵吸反循環(huán)泵吸反循環(huán) 2)壓縮空氣反循環(huán)壓縮空氣反循環(huán) 將壓縮空氣通過壓氣盒、供氣管路送到井內(nèi)將壓縮空氣通過壓氣盒、供氣管路送到井內(nèi)氣水混合室，使壓氣與鉆桿內(nèi)的水混合，從而氣水混合室，使壓氣與鉆桿內(nèi)的水混合

32、，從而形成比重小于形成比重小于1 1的摻氣水流涌出地面。的摻氣水流涌出地面。 壓氣的供氣方式有壓氣的供氣方式有2 2種：一是并列式供氣，通種：一是并列式供氣，通過過在鉆桿外側(cè)的送氣管將壓縮空氣送入井下；在鉆桿外側(cè)的送氣管將壓縮空氣送入井下；二是通過雙壁鉆桿之間的環(huán)狀間隙供氣。二是通過雙壁鉆桿之間的環(huán)狀間隙供氣。 壓氣反循環(huán)的壓氣反循環(huán)的有效吸水壓力，有效吸水壓力，一般為一般為0.50.50.3MPa0.3MPa，隨著空，隨著空氣壓縮機工作壓氣壓縮機工作壓力的增加還能進力的增加還能進一步提高。同時，一步提高。同時，使用不同內(nèi)徑鉆使用不同內(nèi)徑鉆桿可達到不同的桿可達到不同的鉆進深度。鉆進深度。 水文

33、地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 (1) (1) 特點特點 (2) 工作原理及方式工作原理及方式 1)泵吸反循環(huán)泵吸反循環(huán) 2)壓縮空氣反循環(huán)壓縮空氣反循環(huán) 3)射流反循環(huán)射流反循環(huán) 利用離心泵高速的液流經(jīng)噴嘴射入循環(huán)利用離心泵高速的液流經(jīng)噴嘴射入循環(huán)管路排渣管，造成負壓，這種負壓能使管管路排渣管，造成負壓，這種負壓能使管路產(chǎn)生抽吸作用，

34、噴嘴選擇適當(dāng)，可以產(chǎn)路產(chǎn)生抽吸作用，噴嘴選擇適當(dāng)，可以產(chǎn)生生8 89 910104 4 PaPa負壓值負壓值。 射流反循環(huán)采用的射流反循環(huán)采用的泵，可以是離心泵，也泵，可以是離心泵，也可以是其它形式的泵。可以是其它形式的泵。 射流反循環(huán)對泵壓射流反循環(huán)對泵壓和泵量的要求，決定于和泵量的要求，決定于管路情況和噴嘴的技術(shù)管路情況和噴嘴的技術(shù)性能。性能。 射流反循環(huán)鉆進，射流反循環(huán)鉆進，管路中流體的流速與巖管路中流體的流速與巖屑有關(guān)。屑有關(guān)。 射流反循環(huán)與泵吸射流反循環(huán)與泵吸反循環(huán)相似，適于淺井，反循環(huán)相似，適于淺井，最大深度可達最大深度可達250m左右。左右。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第

35、一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 (1) (1) 特點特點 (2) 工作原理及方式工作原理及方式 (3) 反循環(huán)鉆進工藝反循環(huán)鉆進工藝 1) 鉆頭鉆頭 為便于抽吸巖粉、巖屑，反循環(huán)鉆進的鉆頭為便于抽吸巖粉、巖屑，反循環(huán)鉆進的鉆頭應(yīng)能在井底形成中心下凹的圓錐形。鉆頭主要應(yīng)能在井底形成中心下凹的圓錐形。鉆頭主要有：翼狀鉆頭和牙輪組合鉆頭。有：翼狀鉆頭和牙輪組合鉆頭。 2)

36、技術(shù)規(guī)程技術(shù)規(guī)程 鉆壓選擇應(yīng)根據(jù)鉆頭類型、巖層性質(zhì)和設(shè)計鉆壓選擇應(yīng)根據(jù)鉆頭類型、巖層性質(zhì)和設(shè)計能力等因素確定。大直徑反循環(huán)鉆進特別要注意能力等因素確定。大直徑反循環(huán)鉆進特別要注意控制回轉(zhuǎn)速度，通常將線速度控制在控制回轉(zhuǎn)速度，通常將線速度控制在0.5m/s。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 、潛孔錘鉆進、潛孔錘鉆進 潛孔錘鉆進：在鉆頭

37、上裝一個潛孔錘，鉆進潛孔錘鉆進：在鉆頭上裝一個潛孔錘，鉆進時，在鉆桿帶動下做回轉(zhuǎn)運動，潛孔錘在循環(huán)時，在鉆桿帶動下做回轉(zhuǎn)運動，潛孔錘在循環(huán)介質(zhì)推動下，對井底巖石進行沖擊而破碎巖石。介質(zhì)推動下，對井底巖石進行沖擊而破碎巖石。 氣動潛孔錘鉆進的特點氣動潛孔錘鉆進的特點：鉆進效率高；鉆頭：鉆進效率高；鉆頭壽命長；所需鉆壓低，進尺快，有較好的防斜壽命長；所需鉆壓低，進尺快，有較好的防斜效果；孔內(nèi)沒有靜水柱壓力，排粉速度快，孔效果；孔內(nèi)沒有靜水柱壓力，排粉速度快，孔內(nèi)清潔，對含水層沒有堵塞和破壞作用；鉆探內(nèi)清潔，對含水層沒有堵塞和破壞作用；鉆探成本低。成本低。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié)

38、水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 、潛孔錘鉆進、潛孔錘鉆進 目前，國內(nèi)外潛孔錘根據(jù)配氣方目前，國內(nèi)外潛孔錘根據(jù)配氣方式分為有閥和無閥兩大類。無閥潛孔式分為有閥和無閥兩大類。無閥潛孔錘因免去了配氣閥片，比有閥潛孔錘錘因免去了配氣閥片，比有閥潛孔錘節(jié)約節(jié)約3030的空氣消耗，還具有零件少、的空氣消耗，還具有零件少、結(jié)構(gòu)簡單、加工制造容易等優(yōu)點。結(jié)構(gòu)簡單、加工制造容易等優(yōu)點。 水文

39、地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 、潛孔錘鉆進、潛孔錘鉆進 潛孔錘鉆進效率的高低，不僅取潛孔錘鉆進效率的高低，不僅取決于選用的空壓機、潛孔錘、鉆頭決于選用的空壓機、潛孔錘、鉆頭的性能和質(zhì)量，而且與鉆進規(guī)程是的性能和質(zhì)量，而且與鉆進規(guī)程是否合理有密切關(guān)系。否合理有密切關(guān)系。 鉆進規(guī)程主要考慮的因素：鉆進規(guī)程主要考慮的因素： 水文地質(zhì)鉆探 1

40、.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 、潛孔錘鉆進、潛孔錘鉆進 風(fēng)壓：風(fēng)壓：潛孔錘鉆進的沖擊頻率和沖擊功潛孔錘鉆進的沖擊頻率和沖擊功都與空壓機輸出空氣壓力有關(guān)。根據(jù)資料都與空壓機輸出空氣壓力有關(guān)。根據(jù)資料表明鉆速與風(fēng)壓成正比關(guān)系。表明鉆速與風(fēng)壓成正比關(guān)系。鉆進時，除鉆進時，除考慮正常工作所需風(fēng)壓外，還需考慮孔深考慮正常工作所需風(fēng)壓外，還需考慮孔深增加而帶

41、來的沿程壓力損失，以及克服水增加而帶來的沿程壓力損失，以及克服水位以下的水柱壓力。目前國內(nèi)生產(chǎn)的潛孔位以下的水柱壓力。目前國內(nèi)生產(chǎn)的潛孔錘有低壓和高壓之分。低壓潛孔錘所需風(fēng)錘有低壓和高壓之分。低壓潛孔錘所需風(fēng)壓是壓是0.50.50.7MPa0.7MPa。 風(fēng)量：風(fēng)量：潛孔錘鉆進速度快，單位時間內(nèi)產(chǎn)生潛孔錘鉆進速度快，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的巖粉巖屑量較多，巖屑顆粒大，因而需要較的巖粉巖屑量較多，巖屑顆粒大，因而需要較大的風(fēng)量才能攜帶巖屑使孔底干凈。環(huán)狀間隙大的風(fēng)量才能攜帶巖屑使孔底干凈。環(huán)狀間隙空氣上返速度大于空氣上返速度大于16 m16 ms s時，才能發(fā)揮較好。時，才能發(fā)揮較好。 沖擊頻率與轉(zhuǎn)速沖

42、擊頻率與轉(zhuǎn)速 對于一種型號的潛孔錘，對于一種型號的潛孔錘，只要達到其額定風(fēng)量和風(fēng)壓工作時，就能達到只要達到其額定風(fēng)量和風(fēng)壓工作時，就能達到額定的沖擊頻率；潛孔錘鉆進其轉(zhuǎn)速應(yīng)和潛孔額定的沖擊頻率；潛孔錘鉆進其轉(zhuǎn)速應(yīng)和潛孔錘沖擊頻率相適應(yīng)，使鉆進在最優(yōu)沖擊間隔下錘沖擊頻率相適應(yīng)，使鉆進在最優(yōu)沖擊間隔下進行，以取得高的鉆進效率進行，以取得高的鉆進效率 。 鉆壓鉆壓 潛孔錘鉆進破碎巖石是依靠沖擊潛孔錘鉆進破碎巖石是依靠沖擊動載，鉆進效率的高低主要取決于沖擊功、動載，鉆進效率的高低主要取決于沖擊功、頻率和轉(zhuǎn)速。鉆壓則是保證潛孔錘鉆頭和頻率和轉(zhuǎn)速。鉆壓則是保證潛孔錘鉆頭和井底巖石保持良好接觸，充分發(fā)揮沖擊

43、功井底巖石保持良好接觸，充分發(fā)揮沖擊功的作用。的作用。 鉆壓過大會使鉆頭磨損過快，鉆具回轉(zhuǎn)鉆壓過大會使鉆頭磨損過快，鉆具回轉(zhuǎn)困難，消耗扭矩大；鉆壓小，則影響沖擊困難，消耗扭矩大；鉆壓小，則影響沖擊功的有效傳遞，從而影響鉆進效率。功的有效傳遞，從而影響鉆進效率。 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 、潛孔錘鉆進、潛孔錘鉆進 、其它鉆進方法

44、、其它鉆進方法 (1) 空氣鉆進空氣鉆進 利用壓縮空氣代替沖洗液作為循環(huán)介質(zhì)來沖洗利用壓縮空氣代替沖洗液作為循環(huán)介質(zhì)來沖洗鉆孔、攜帶巖屑、冷卻鉆頭。循環(huán)介質(zhì)對孔底產(chǎn)鉆孔、攜帶巖屑、冷卻鉆頭。循環(huán)介質(zhì)對孔底產(chǎn)生的靜壓力很小，改善了孔底巖石的受力狀態(tài)，生的靜壓力很小，改善了孔底巖石的受力狀態(tài)，有利于巖石破碎?？諝忏@進與一般鉆進方法相比有利于巖石破碎?？諝忏@進與一般鉆進方法相比具有鉆進效率高、鉆頭壽命長、避免使用沖洗液具有鉆進效率高、鉆頭壽命長、避免使用沖洗液等優(yōu)點；適用于沙漠、缺水地區(qū)，凍土地帶，嚴(yán)等優(yōu)點；適用于沙漠、缺水地區(qū)，凍土地帶，嚴(yán)重漏失地層的鉆進。重漏失地層的鉆進。 1壓縮空氣；壓縮空氣

45、； 2送風(fēng)管；送風(fēng)管； 3轉(zhuǎn)盤；轉(zhuǎn)盤； 4孔口密封裝孔口密封裝置；置； 5孔口管；孔口管； 6鉆桿；鉆桿； 7粗徑鉆具；粗徑鉆具； 8吹塵管；吹塵管； 9吸塵器吸塵器(離離心式鼓風(fēng)機心式鼓風(fēng)機)； 10排塵管排塵管 空氣鉆進示意圖空氣鉆進示意圖 水文地質(zhì)鉆探 1.鉆探工藝 第一節(jié)第一節(jié) 水文水井鉆探工藝水文水井鉆探工藝 三、水文水井鉆進方法三、水文水井鉆進方法 1 1、鉆進工藝的特點、鉆進工藝的特點 2、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進、全面不取心回轉(zhuǎn)鉆進 3、大口徑基巖取心鉆進、大口徑基巖取心鉆進 4、擴孔鉆進、擴孔鉆進 5、反循環(huán)鉆進、反循環(huán)鉆進 、潛孔錘鉆進、潛孔錘鉆進 、其它鉆進方法、其它鉆進方法

46、(1) 空氣鉆進空氣鉆進 (2) 泡沫鉆進泡沫鉆進 空氣鉆進粉塵大空氣鉆進粉塵大，不僅影響機械壽不僅影響機械壽命命，而且影響工人身體健康而且影響工人身體健康，污染環(huán)境；污染環(huán)境；隨著孔徑增大隨著孔徑增大，空壓機能力滿足不了攜空壓機能力滿足不了攜帶巖石的要求帶巖石的要求。另外另外，在涌水地層空氣在涌水地層空氣鉆進比較困難鉆進比較困難。為解決這個問題可用泡為解決這個問題可用泡沫鉆進沫鉆進。 在空氣鉆進的基礎(chǔ)上在空氣鉆進的基礎(chǔ)上，增加泡沫灌注系統(tǒng)增加泡沫灌注系統(tǒng)，利利用形成穩(wěn)定的泡沫來攜帶巖屑用形成穩(wěn)定的泡沫來攜帶巖屑。泡沫具有較大表泡沫具有較大表面張力面張力，因而有較強的懸浮因而有較強的懸浮、捕捉

47、巖屑的能力捕捉巖屑的能力，且上返速度僅需空氣鉆進的且上返速度僅需空氣鉆進的1 1/ /10101 1/ /1515就能滿足就能滿足攜帶巖屑要求攜帶巖屑要求。 泡沫劑有發(fā)泡能力強泡沫劑有發(fā)泡能力強，形成穩(wěn)定泡沫不受地下形成穩(wěn)定泡沫不受地下水中離子干擾水中離子干擾，無毒無毒、來源廣來源廣、成本低等特點成本低等特點。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 水文水井鉆探工程中，成井工藝占重水文水井鉆探工程中，成井工藝占重要地位，除了要獲得完整的水文地質(zhì)資要地位，除了要獲得完整的水文地質(zhì)資料外，還要擔(dān)負供水的任務(wù)，因而必須料外，還要擔(dān)負供水的任務(wù)，因而必

48、須下管成井，以獲得抽水資料。下管成井，以獲得抽水資料。 成井工藝包括下管、填礫、止水和洗成井工藝包括下管、填礫、止水和洗井等工序。井等工序。 成井工藝的目的是將成井工藝的目的是將目的層的水疏通流入井目的層的水疏通流入井內(nèi)，封閉或隔離非目的內(nèi)，封閉或隔離非目的層，防止含水層連通或?qū)?，防止含水層連通或污染。污染。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 濾水管應(yīng)安裝在不穩(wěn)定但要求出水濾水管應(yīng)安裝在不穩(wěn)定但要求出水的含水段，能讓水自由而暢通地流入的含水段，能讓水自由而暢通地流入水井中，同時要阻止砂或破碎巖石流水井中，同時要阻止砂或破碎巖石流入水井中。入

49、水井中。 應(yīng)滿足以下基本要求應(yīng)滿足以下基本要求： 一、濾水管一、濾水管 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 具有最大進水面積具有最大進水面積，以減小地下水流，以減小地下水流經(jīng)它時的阻力。濾水管的阻力越小，地下經(jīng)它時的阻力。濾水管的阻力越小，地下水流速變化越小，發(fā)生結(jié)垢的可能性越小，水流速變化越小，發(fā)生結(jié)垢的可能性越小，從而可以延長濾水管使用時間。從而可以延長濾水管使用時間。 具有最大限度的機械強度具有最大限度的機械強度，保證其在保證其在井管安裝時的負荷或抵抗地層壓力的能力井管安裝時的負荷或抵抗地層壓力的能力。 一、濾水管一、濾水管 水文地質(zhì)鉆

50、探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 具有具有最大限度的耐腐蝕能力最大限度的耐腐蝕能力和不因濾和不因濾水管被腐蝕而影響水質(zhì)的水管被腐蝕而影響水質(zhì)的衛(wèi)生要求衛(wèi)生要求。 具有良好的具有良好的濾水擋砂濾水擋砂能力。能力。 具有具有安裝方便、成本低、易取材安裝方便、成本低、易取材的的特點。特點。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) (1)骨架式濾水管骨架式濾水管 骨架式濾水管是在井壁管上用鉆、銑、焊、割、骨架式濾水管是在井壁管

51、上用鉆、銑、焊、割、模壓等方法按一定形式開有圓孔或縫隙作為進水模壓等方法按一定形式開有圓孔或縫隙作為進水孔道的一種結(jié)構(gòu)最簡單的濾水管，它也可做為其孔道的一種結(jié)構(gòu)最簡單的濾水管，它也可做為其它濾水管的骨架。骨架式濾水管可分為它濾水管的骨架。骨架式濾水管可分為 4種。種。 圓孔濾水管圓孔濾水管 圓孔濾水管可用井壁管在鉆床上加工制成。圓圓孔濾水管可用井壁管在鉆床上加工制成。圓孔交錯排列，各孔中心位于等邊三角形的頂點。孔交錯排列，各孔中心位于等邊三角形的頂點。 圓孔的孔徑大小取決圓孔的孔徑大小取決于濾水管的用途于濾水管的用途。作為作為獨立的濾水管獨立的濾水管，孔徑孔徑d d取取決于含水層巖石顆粒的決于

52、含水層巖石顆粒的大小及其不均勻度大小及其不均勻度。 在粒度均勻的砂層中在粒度均勻的砂層中，孔徑孔徑d d取取2 2. .5 53 3. .0 0mmmm；粒徑不均勻砂層中粒徑不均勻砂層中d d取取3 3. .0 04 4. .0 0mmmm； 作為其它類型濾水管的骨架，圓孔直徑作為其它類型濾水管的骨架，圓孔直徑d d可大可大一些，一般為一些，一般為20mm20mm。 圓孔間距圓孔間距a a的大小取決于孔徑的大小取決于孔徑d d，圓孔間距過，圓孔間距過大會降低濾水管的孔隙率；圓孔間距過小則會影大會降低濾水管的孔隙率；圓孔間距過小則會影響濾水管的強度。一般可取響濾水管的強度。一般可取a=(2.5a

53、=(2.53.0)d3.0)d。 圓孔濾水管的孔隙率大小圓孔濾水管的孔隙率大小，影響著濾水管的影響著濾水管的強度強度( (它取決于濾水管的材質(zhì)它取決于濾水管的材質(zhì)) )?？紫堵输撡|(zhì)濾水孔隙率鋼質(zhì)濾水管在管在3030以上以上，鑄鐵濾水管在鑄鐵濾水管在2323左右左右，石棉石棉水泥濾水管在水泥濾水管在 15151616。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) (1)骨架式濾水管骨架式濾水管 圓孔濾水管圓孔濾水管 條縫濾水管條縫濾水管 條縫濾水管在井管的管坯上采用模壓、壓沖、條縫濾水管在

54、井管的管坯上采用模壓、壓沖、銑切或氣割等方法加工制成。銑切或氣割等方法加工制成。 條縫的寬度取決于含水層的粒度。其標(biāo)準(zhǔn)寬條縫的寬度取決于含水層的粒度。其標(biāo)準(zhǔn)寬度為度為2.02.0、2.52.5、3.03.0、4.0mm4.0mm。長度一般制成。長度一般制成150mm150mm，各排條縫之間距離為，各排條縫之間距離為101020mm20mm。 條縫濾水管比圓孔濾水管的孔隙率較大，且條縫濾水管比圓孔濾水管的孔隙率較大，且條縫的縫寬尺寸比圓孔濾水管孔徑要小。因此，條縫的縫寬尺寸比圓孔濾水管孔徑要小。因此，它的應(yīng)用范圍較廣。它的應(yīng)用范圍較廣。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成

55、井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) (1)骨架式濾水管骨架式濾水管 圓孔濾水管圓孔濾水管 條縫濾水管條縫濾水管 筋條濾水管筋條濾水管 筋條濾水管是在濾水管兩接頭間焊以筋條濾水管是在濾水管兩接頭間焊以直徑為直徑為10101616mmmm的鋼筋或三角形的鋼條的鋼筋或三角形的鋼條，圍成圓柱形圍成圓柱形，長約長約3 34 4m m。其內(nèi)每隔其內(nèi)每隔1 1m m左左右焊一支撐圓右焊一支撐圓，以增加其剛度以增加其剛度。 筋條濾水管的特點是孔隙率大筋條濾水管的特點是孔隙率大，為為40406060，過水能力強過水能力強，又節(jié)省材料又節(jié)省材料。 在骨架式

56、濾水管外纏以金在骨架式濾水管外纏以金屬絲而成。金屬絲的斷面以屬絲而成。金屬絲的斷面以梯形為好。纏絲時梯形上底梯形為好。纏絲時梯形上底向內(nèi)，下底向外，使濾水孔向內(nèi)，下底向外，使濾水孔斷面呈斷面呈“V V”字形。為使水字形。為使水流通暢，在管外每隔流通暢，在管外每隔404050mm50mm焊上直徑焊上直徑6mm6mm的墊的墊筋，然后再纏金屬絲，這種筋，然后再纏金屬絲，這種濾水孔既可減少砂粒堵塞，濾水孔既可減少砂粒堵塞，又有高的過水效率。纏絲濾又有高的過水效率。纏絲濾水管的絲間距是根據(jù)含水層水管的絲間距是根據(jù)含水層砂粒直徑確定的。絲間距的砂粒直徑確定的。絲間距的規(guī)格有規(guī)格有0.50.5、1.01.0

57、、1.51.5、2.02.0、3.03.0、4.04.0、5.0 mm5.0 mm等。等。 (2)纏纏絲絲濾濾水水管管 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) (1)骨架式濾水管骨架式濾水管 (2)纏絲濾水管纏絲濾水管 (3)包網(wǎng)濾水管包網(wǎng)濾水管 包網(wǎng)濾水管是在骨架濾水管表面焊包網(wǎng)濾水管是在骨架濾水管表面焊上墊筋，然后包以過濾網(wǎng)而成上墊筋，然后包以過濾網(wǎng)而成 常用的過濾網(wǎng)有：鋼絲網(wǎng)、銅絲網(wǎng)、不銹鋼常用的過濾網(wǎng)有：鋼絲網(wǎng)、銅絲網(wǎng)、不銹鋼絲網(wǎng)、聚氯乙烯塑料網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)和玻璃絲網(wǎng)絲網(wǎng)、聚氯

58、乙烯塑料網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)和玻璃絲網(wǎng)等。鋼絲網(wǎng)易腐蝕，銅絲網(wǎng)易形成電化學(xué)腐蝕，等。鋼絲網(wǎng)易腐蝕，銅絲網(wǎng)易形成電化學(xué)腐蝕，故逐漸被非金屬絲網(wǎng)所代替。故逐漸被非金屬絲網(wǎng)所代替。 過濾網(wǎng)根據(jù)編織方式過濾網(wǎng)根據(jù)編織方式的不同可分為平織網(wǎng)、的不同可分為平織網(wǎng)、斜織網(wǎng)和方格網(wǎng)斜織網(wǎng)和方格網(wǎng)3 3類，類，如下圖所示。平織網(wǎng)適如下圖所示。平織網(wǎng)適用于細砂及中砂含水層，用于細砂及中砂含水層，而方格網(wǎng)則適用于粗砂而方格網(wǎng)則適用于粗砂及混砂含水層。斜織網(wǎng)及混砂含水層。斜織網(wǎng)在施工中很少采用。包在施工中很少采用。包網(wǎng)濾水管易堵塞，永久網(wǎng)濾水管易堵塞，永久性的生產(chǎn)水井不宜采用，性的生產(chǎn)水井不宜采用，但濾水管直徑與井管直但濾水

59、管直徑與井管直徑相近，且安裝方便，徑相近，且安裝方便，所以常用于水文地質(zhì)勘所以常用于水文地質(zhì)勘探的臨時抽水鉆探的臨時抽水鉆孔中?？字小?水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) (1)骨架式濾水管骨架式濾水管 (2)纏絲濾水管纏絲濾水管 (3)包網(wǎng)濾水管包網(wǎng)濾水管 (4)礫石濾水管礫石濾水管 根據(jù)含水層顆粒情況，選取合適根據(jù)含水層顆粒情況，選取合適的礫石并充填于骨架管與含水層之的礫石并充填于骨架管與含水層之間，形成一個人工礫石過濾層，以間，形成一個人工礫石過濾層，以增大水井的過濾半徑。

60、增大水井的過濾半徑。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) (1)骨架式濾水管骨架式濾水管 (2)纏絲濾水管纏絲濾水管 (3)包網(wǎng)濾水管包網(wǎng)濾水管 (4)礫石濾水管礫石濾水管 (5)(5)貼礫濾水管貼礫濾水管 簡稱貼礫管。這簡稱貼礫管。這種濾水管是在骨架種濾水管是在骨架管外將礫料、粉合管外將礫料、粉合劑、石膏等物質(zhì)，劑、石膏等物質(zhì)，按一定比例在模具按一定比例在模具里加壓、固化而成里加壓、固化而成 優(yōu)點優(yōu)點：透水性能好：透水性能好，擋砂可靠擋砂可靠，使用方便使用方便，成本低成本低，可

61、縮小井可縮小井徑徑，簡化成井工藝等簡化成井工藝等。貼礫規(guī)貼礫規(guī)格可以根據(jù)含水層的粒徑選取格可以根據(jù)含水層的粒徑選取，應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用范圍廣泛。其特點對于細其特點對于細顆粒含水層和難以填礫的深井顆粒含水層和難以填礫的深井更顯得優(yōu)越更顯得優(yōu)越。是國土資源部推是國土資源部推薦的新型濾水管之一薦的新型濾水管之一。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) 2 2、濾水管的選擇、濾水管的選擇 選擇濾水管選擇濾水管主要依據(jù)含水層的結(jié)構(gòu)特征主要依據(jù)含水層的結(jié)構(gòu)特征和地下水的性質(zhì)和地下水的性質(zhì)，還有過

62、濾材料的來源和還有過濾材料的來源和成本等因素成本等因素。 濾水管的性能是濾水擋砂，在不穩(wěn)定的含濾水管的性能是濾水擋砂，在不穩(wěn)定的含水砂層中兼起穩(wěn)定井壁作用。因此，正確地水砂層中兼起穩(wěn)定井壁作用。因此，正確地選擇濾水管類型，是取得最大的出水量，防選擇濾水管類型，是取得最大的出水量，防止涌砂、延長水井壽命的關(guān)鍵。止涌砂、延長水井壽命的關(guān)鍵。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、濾水管的類型和結(jié)構(gòu)濾水管的類型和結(jié)構(gòu) 2 2、濾水管的選擇、濾水管的選擇 選材時選材時，考慮地下水所含離子的性質(zhì)考慮地下水所含離子的性質(zhì)，以便根以

63、便根據(jù)不同的有害離子成分據(jù)不同的有害離子成分，采用相應(yīng)的防腐措施采用相應(yīng)的防腐措施，延長水井使用壽命延長水井使用壽命。目前我國常用濾管材：目前我國常用濾管材： 鋼質(zhì)濾水管鋼質(zhì)濾水管 鑄鐵質(zhì)濾水管鑄鐵質(zhì)濾水管 水泥濾水管水泥濾水管 塑料濾水管塑料濾水管 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 二、水文水井鉆孔的完井工藝二、水文水井鉆孔的完井工藝 完完(成成)井工藝包括井管安裝、填礫、止水、洗井工藝包括井管安裝、填礫、止水、洗井和試抽等工序。井和試抽等工序。 1、井管安裝、井管安裝 在井管安裝過程中，容易發(fā)生井管和濾水管錯在井管

64、安裝過程中，容易發(fā)生井管和濾水管錯位、脫落、斷裂、扭斜或中途遇阻等事故。因此，位、脫落、斷裂、扭斜或中途遇阻等事故。因此，必須仔細慎重地做好這項工作。必須仔細慎重地做好這項工作。 是完井工藝的重要工序，包括井管的選擇與是完井工藝的重要工序，包括井管的選擇與強度計算、下管前的準(zhǔn)備以及井管和濾水管安強度計算、下管前的準(zhǔn)備以及井管和濾水管安裝方法確定及安裝。裝方法確定及安裝。 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、井管安裝、井管安裝 二、水文水井鉆孔的完井工藝二、水文水井鉆孔的完井工藝 (1) 井管安裝前的準(zhǔn)備工作井管安裝前

65、的準(zhǔn)備工作 沖孔換漿；校正井深；探井；檢查起重設(shè)備、沖孔換漿；校正井深；探井；檢查起重設(shè)備、工具和管材，下井井管的編號排隊等。工具和管材，下井井管的編號排隊等。 (2) 井管安放方法井管安放方法 應(yīng)根據(jù)成井深度、應(yīng)根據(jù)成井深度、井管的材質(zhì)、起重設(shè)井管的材質(zhì)、起重設(shè)備能力等來確定。主備能力等來確定。主要有：要有： 機械提吊安裝機械提吊安裝 浮板安裝浮板安裝 托盤安裝托盤安裝 二次安裝二次安裝 綜合下管綜合下管 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、井管安裝、井管安裝 二、水文水井鉆孔的完井工藝二、水文水井鉆孔的完井工藝

66、2、填礫、填礫 指將選好的礫料投入過濾器與井壁之指將選好的礫料投入過濾器與井壁之間的環(huán)狀間隙中的工序。間的環(huán)狀間隙中的工序。 填礫的目的填礫的目的： 在濾水管與井壁間形成人工過濾層在濾水管與井壁間形成人工過濾層 水文地質(zhì)鉆探 2.成井工藝 第二節(jié)第二節(jié) 水文水井鉆探的成井工藝水文水井鉆探的成井工藝 一、濾水管一、濾水管 1、井管安裝、井管安裝 二、水文水井鉆孔的完井工藝二、水文水井鉆孔的完井工藝 2、填礫、填礫 (1)(1)礫料的選擇礫料的選擇 選料時應(yīng)確定礫料的均勻度、質(zhì)量和礫徑選料時應(yīng)確定礫料的均勻度、質(zhì)量和礫徑 選擇礫石的均勻度應(yīng)從增大地層滲透性、提選擇礫石的均勻度應(yīng)從增大地層滲透性、提高擋砂效果和經(jīng)濟實用等方面考慮。高擋砂效果和經(jīng)濟實用等方面考慮。 礫料應(yīng)是干凈、滾圓、光滑的天然砂礫礫料應(yīng)是干凈、滾圓、光滑的天然砂礫( (非機非機械破碎械破碎) )。礫料主要由硅質(zhì)組成，其它顆粒含量。礫料主要由硅質(zhì)組成，其它顆粒含量( (石灰質(zhì)、頁巖和石膏質(zhì)石灰質(zhì)、頁巖和石膏質(zhì)) )不超過不超過1515。若深井和。若深井和熱水井中的礫料雜質(zhì)較多，應(yīng)對其進行酸預(yù)處理熱水井中的礫料雜質(zhì)較多，應(yīng)對其進