主要設(shè)備與機(jī)具英格索蘭VHP750型空壓機(jī),額定排氣量212m3/min,壓力138MPa,功率224kW;XY-1000型鉆機(jī);BW-150型泥漿泵;SG18型鉆塔;LZ-500型轉(zhuǎn)盤;J-150型潛孔錘;89mm鉆桿;風(fēng)管型號(hào)為322W-11MPa.
水井結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)計(jì)原則:由于空氣鉆進(jìn)本身的特點(diǎn),在設(shè)計(jì)水井結(jié)構(gòu)時(shí),關(guān)鍵要保證在整個(gè)水井中其上返風(fēng)速不應(yīng)有較大的變化,特別是在水井上部的上返風(fēng)速不能比井底上返風(fēng)速低得太多,否則會(huì)造成風(fēng)速下降,巖屑無法排出井口的故障。水井結(jié)構(gòu):第四系至入巖2m左右,井徑為170mm;下入鋼質(zhì)護(hù)孔管,之后采用J-150型潛孔錘鉆進(jìn)一徑終孔。鉆進(jìn)參數(shù):轉(zhuǎn)速3040r/min,鉆壓220kN.
施工方法使用J-150型潛孔錘鉆進(jìn)第四系至基巖,入巖2m左右提鉆,換170mm三翼鉆頭擴(kuò)孔,擴(kuò)孔時(shí)用泥漿作為沖洗液,正循環(huán)擴(kuò)孔到底。擴(kuò)孔完畢后,下入165mm鋼質(zhì)護(hù)孔管。之后采用J-150型潛孔錘鉆進(jìn)至終孔。抽水試驗(yàn)結(jié)束后,在穩(wěn)定水位以下,下入相應(yīng)潛水深井泵即可。
施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問題(1)鋼質(zhì)護(hù)孔管在孔口對(duì)接焊牢,不允許有漏焊或砂眼,管底部纏繞麻繩止水,防止地表水浸入孔內(nèi)影響水質(zhì)。
?。?)水井井管應(yīng)根據(jù)地下水的蘊(yùn)藏條件來設(shè)計(jì)。第四系礫石層水井或主要含水層為破碎帶的水井,一般成井工藝為:下井管(實(shí)管與花管)投濾料止水洗井抽水試驗(yàn)。由于該地區(qū)含水層在較完整基巖的互層之中,井壁穩(wěn)固,井內(nèi)可不必裝置井管。
?。?)當(dāng)鉆進(jìn)至20m以后(初見孔口出水4m以后),開始新的回次鉆進(jìn)時(shí),潛孔錘極易發(fā)生不工作的現(xiàn)象。
表現(xiàn)形式:送風(fēng)時(shí)空壓機(jī)壓力表指針從05MPa急速上升,瞬間達(dá)到1112MPa,由于小氣量泄漏,壓力表指針回至0809MPa,轉(zhuǎn)速表指針在8001000r/min之間徘徊。說明潛孔錘氣道阻塞(一般可排除潛孔錘自身故障)。這一點(diǎn)與國產(chǎn)的2W-9/7型空壓機(jī)情況相似,2W-9/7型空壓機(jī),當(dāng)氣路堵塞時(shí),柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、壓力瞬間達(dá)到*大值(轉(zhuǎn)速1450r/min,壓力72105Pa,此時(shí)排氣量*大),然后轉(zhuǎn)速回落至700800r/min,壓力范圍為(5672)105Pa.所不同的是2W-9/7型空壓機(jī)用負(fù)荷調(diào)節(jié)器調(diào)整柴油機(jī)轉(zhuǎn)速,而英格索蘭VHP750型空壓機(jī)是用傳感器調(diào)整柴油機(jī)轉(zhuǎn)速,當(dāng)氣路堵塞時(shí),柴油機(jī)轉(zhuǎn)速受控于傳感器,轉(zhuǎn)速、壓力均達(dá)不到額定值。
原因分析:當(dāng)回次鉆進(jìn)結(jié)束后,送風(fēng)排渣時(shí)間較短,巖粉未被充分排除干凈,停風(fēng)后以鉆頭底部為界面,界面以外(孔壁與鉆桿環(huán)狀間隙)為混合流體(水、泥、巖屑等),由流體靜力學(xué)基本原理(P=P0+gh)可知,存在液體壓力的作用;界面以內(nèi)(潛孔錘內(nèi)腔)為壓縮氣體。停風(fēng)時(shí)止逆閥關(guān)閉,由于止逆閥的作用,鉆桿內(nèi)腔壓力為P0,顯然小于潛孔錘內(nèi)腔壓力。由于空氣的可壓縮性,加之止逆閥制造工藝封閉性能的局限性,界面以外的壓力大于界面以內(nèi)的壓力,內(nèi)外壓差為負(fù)值,導(dǎo)致巖粉回流阻塞氣道,造成潛孔錘不工作。干孔鉆進(jìn)時(shí),巖屑堵塞潛孔錘氣道的情況不易發(fā)生。
處理方法:此時(shí),不應(yīng)盲目提鉆檢查潛孔錘,從而增加輔助時(shí)間,減少純鉆時(shí)間,而應(yīng)將鉆桿上提12個(gè)單根,叉上墊叉,在送風(fēng)的同時(shí)將鉆具輕微下墩,即可將巖粉沖出氣道。此時(shí)壓力表指針迅速下降,轉(zhuǎn)速表指針迅速上升。然后將潛孔錘錘頭落入井底,潛孔錘開始工作。此時(shí),壓力表、轉(zhuǎn)速表穩(wěn)定在正常值。如果上述方法不奏效,則可能是巖粉嚴(yán)重堵塞鉆頭,或潛孔錘上部止逆閥壞了,或是鉆桿外形成巖粉襯塞(泥環(huán)),或井壁坍塌,應(yīng)提鉆檢查。
結(jié)語使用氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)方法施工供水井,具有鉆進(jìn)速度快(效率達(dá)到22m/h),不需要專門洗井,成井工藝簡單,出水量大等明顯優(yōu)勢。但其鉆進(jìn)深度受空壓機(jī)的性能、地下含水層埋深以及水量大小等因素的制約。因此,在地下含水層埋藏較深時(shí),一般不宜采用氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)方法施工供水井,而應(yīng)采用常規(guī)鉆探方法施工。
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