管井教学提纲.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第五章 管井,第一节,管井的构造,第二节,管井的井群系统及其合理布局,第三节,管井和井群的出水量计算,(,略,),*,第四节,管井的施工,思考题,地下水取水构筑物分类,管井,定义：俗称,机井,，是地下水构筑物中应用最广的一种，适用于任何岩性与地层结构。,分类：按其,过滤器,是否贯穿整个含水层，分为,完整井与非完整井,。,组成：通常由,井室、井壁管、过滤器及沉淀管,(,沉砂管,),构成,.,第一节,管井的构造,管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成，见图,5-3,。当有几个含水层且各层水头相差不大时，可用多层过滤器管井，见图,5-3,（,b,）。,（,a,）单过滤器管井,(b),双过滤器管井,图,6-2,管井的一般构造,1.1,井室,作用：安装水泵，并维护其正常运行。,水泵类型：深井泵、潜水泵和卧式水泵。,井室的形式：地上式、地下式。,井室,:,井室通常是保护井口免受污染、安装各种设备（如水泵机组或其他技术设备）以及进行维护管理的场所，井口要用优质黏土或水泥等不透水材料封闭，一般不少于,3m,，并应高出井室地面,0.3,0.5m,，以防止井室积水流入井内。,井室外观,井室内,1.2,井管,井管也称,井壁管,，由于受到地层及人工填砾的侧压力，故要求它应有足够的强度，并保持不弯曲，内壁平滑、圆整，以利于安装抽水设备和井的清洗、维修。井管的构造与施工方法、地层岩石稳定程度有关，通常有如下两种情况：,井管,1,井管,2,井管（井壁管）,:,材料：钢、铸铁、钢筋混凝土、石棉水泥、塑料等材料制成。,要求：钢管一段不受井深限制，铸铁和钢筋混凝土管的应用深度一般不能大于,150,200m,。,直径：井管的应按水泵类型、吸水管外形尺寸等确定，其内径一般应大于水泵下部最大外径,lOOmm,。,分类：异径井管和同径井管两类。,（,1,）分段钻进时的异径井管构造,（,a,）,（,c,）,（,b,）,图,5-3 (a)(b)(c),分段钻进时井壁管的构造,(d),不分段钻进时的同径井管构造,（,2,）不分段钻进时的同径井管构造,（,d,）,1.3,过滤器,(1),过滤器的作用、组成,过滤器是管井的重要组成部分用以集水和保持填砾与含水层的稳定。它的构造、材质、施工安装质量对。它连接于井管，安装在含水层中，管井的出水量、含砂量和工作年限有很大影响，所以是管井构造的核心。,过滤器名称,进水孔眼的直径或宽度,岩层不均匀系数,岩层不均匀系数,圆孔过滤器,（,2.5,3.0,）,d,50,（,3.0,4.0,）,d,50,条孔和缠丝过滤器,（,1.25,1.5,）,d,50,（,1.5,2.0,）,d,50,包网过滤器,（,1.5,2.0,）,d,50,（,2.0,2.5,）,d,50,注：,1,d,60,、,d,50,、,d,10,分别指颗粒中按质量计算有,60%,、,50%,、,10%,粒径小于这一粒径；,2,较细砂层取小值，较粗砂层取大值。,表,5-1,过滤器的进水孔眼直径或宽度,（,2,）过滤器的分类,由不同骨架和不同过滤层可组成各种过滤器。骨架过滤器,图,5-5,（,a,），（,b,）,、缠丝过滤器,图,5-5,（,c,），（,d,）,、包网过滤器,图,5-5,（,e,）,、填砾过滤器,图,5-5,（,f,）,。,（,a,）圆孔,（,b,）缝隙,（,c,）缠丝,（,d,）钢筋骨架,（,e,）包网,（,f,）填砾,图,5-5,过滤器类型,（,3,）过滤器的直径、长度,过滤器的直径影响井的出水量，因此它是管井结构设计的关键。为保持含水层的稳定性，需要对过滤器的尺寸，尤其是过滤器的外径，进行入井流速的复核计算：,(5-2),式中：,D,过滤器外径（包括填砾厚度），,m,；,Q,设计出水量，,/s,；,L,过滤器有效长度（工作部分长度），,m,；,n,过滤器进水表面有效孔隙度（一般按,50,考虑）；,v,允许入井流速，,m/s,。含水层的允许入井流速可用下式近似,计算：其中,k,为含水层渗透系数，,m/s,。,（,4,）过滤器的安装部位,滤器的安装部位影响管井的出水量及其他经济技术效益。因此，应安装在主要含水层的主要进水段；同时，还应考虑井内动水位探度。,1.4,沉淀管（沉砂管）,沉淀管的作用是防止沉砂堵塞过滤器，其直径与过滤器一致，长度通常为,210m,，可按井深确定。,第二节,管井的井群系统及其合理布局,2.1,管井的井群系统分类,按取水方法和集水方式分为：,自流井井群：,虹吸式井群；,卧式泵取水井群：,深井泵取水井群；,2.2,井群的合理布局,(1),水井的平面布局,径流条件良好的地区：,拦截地下径流为主，,垂直其径流方向布置,一至数个井排。,水源地靠近补给边界：,沿边界走向并垂直地下水,的补给方向布置井群,地下径流滞缓的平原区,网络状或梅花形、圆形的布局形式,。,导水性、贮水性极不均匀的基岩含水层,不应再拘于规则,的布局形式。,(2),水井的垂向布局,厚度小于,30m,的疏松含水层和大多数基岩含水层,完整井取水最合理,，不存在垂向布局问题。,巨厚的多层含水层组,采用水井立体布局,的分层取水方式,厚度很大的单层含水层,可,谨慎地采用非完整井组的分段,取水方式，,补给条件较差的水源地,采用分段取水需慎重,(3),水井的井数和井距,井数,允许开采量,(,或设计总需水量,),、井间距和单井出水量的大小。,井间距,井间干扰强度，一般要求井间水量减少系数不超过,20,25,。,第四节,管井的施工,第三节管井和井群的出水量计算,(,略,),*,钻凿井孔,井管安装,填砾和管外封闭,洗井,抽水试验,管井施工：,管井施工建造一般包括,凿井（钻凿井孔）、井管安装、填砾、管外封闭、洗井,等过程，最后进行,抽水试验,。,4.1,凿井（钻凿井孔）,方法：冲击钻进和回转钻进。,回转钻进：回转,(,正循环,),钻进、反循环钻进和岩心回转钻进,根据泥浆流动方向或钻头类型分。,回转钻进共同点：,泥浆循环护壁去屑、适用于各种岩层。,回转钻进不同点：,(,正循环钻进,),是用吸泥泵将泥浆由沉淀池沿钻杆腹腔从钻头压入工作面上，在与岩屑混合后沿井壁和钻杆的环状空间上升至地面泥浆池内。,(,反循环,),则反之，泥浆由沉淀池沿井壁和钻杆的环状间流入井底，泥浆的回流依靠吸泥泵的真空作用，从钻头吸入沿钻杆腹腔上升流入沉淀池去屑。,钻进深度：,钻进反循环,100m,左右。,4.2,井管安装、填砾、管外封闭,井管安装、填砾和管外封闭应在井孔凿成后及时进行。,4.3,洗井和抽水试验,洗井的作用：,消除凿井过程中井孔及周围含水层中的泥浆和井壁上的泥浆壁，同时还要冲洗出含水层中部分细小颗粒，使其周围含水层形成天然反滤层。,洗井的方法：,有活塞洗井、压缩空气洗井和联合洗井等多种方法,抽水试验：,是管井建造的最后阶段，目的在于测定井的出水量，了解出水量与水位降深值的关系，为选择、安装抽水设备提供依据，同时取水样进行分析，以评价井水的水质。,4.4,管井的验收,管井验收时，施工单位应提交下列资料：,1),管井施工说明书；,2),管井使用说明书；,3),钻进中的岩样。,4.5,管井的使用,管井使用应注意下列问题：,1),抽水设备的出水量应小于管井的出水能力；,2),建立管井使用卡制度；,3),严格执行必要的管井、机泵的操作规程和维修制度；,4),管井周围应按卫生防护要求保持良好的卫生环境和进行绿化。,4.6,管井出水量减少的原因及恢复和增加出水量的措施,1),管井出水量减少的原因和恢复措施,原因一：管井本身,抽水设备、含水层填塞造成，,措施：,更换过滤器、修补封闭漏砂部位、清除过滤器表面的泥砂、洗井等。,原因二：水源方面,长期超量开采、境内矿山捅水、新建水源地的干扰。,措施：,变集中开采为分散开采；关停部分漏斗中心区的管井；开展矿山防治水工作，研究矿坑排水的综合利用；协调并限制新水源地的建设与开发；寻找、开发新水源；加强地下水动态的监测工作，实行水资源的联合调度和科学管理。,2),增加管井出水量的措施,A,、真空井法：,是将管井全部或部分密闭，进行负压状态下的管井抽水，达到增加出水量的目的。,B,、爆破法：,适用于基岩井。通常将炸药和雷管封置于专用的爆破器内，吊入井中预定位置起爆，以增强基岩含水层的透水性,C,、酸处理法：,适用于可溶岩地区，以扩大串通可溶岩的裂隙和溶洞，增加出水量。,1,管井是由哪几部分组成的？管井施工包括哪几个流程？,2,简述管井出水量减少的原因及恢复出水量的措施？,思考题,