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矿山水文地质深孔抽水试验中的工艺技术

摘要:

在深孔抽水试验中,应当根据实际情况选择合理的抽水方案,利用止水、洗井以及起拔套管等多种技术措施,保证深孔抽水试验能够顺利进行。基于此,文章就其工艺技术进行简要分析,希望可以提供有效借鉴。

关键词:

水文地质;深孔抽水试验;工艺技术

1抽水试验的技术进展

在传统抽水试验当中,使用的是电测水位针来对水位进行测量,如果条件允许,可以使用自动仪器来对水位进行测量。利用自动仪器来测量水位,能够降低外界因素对测量工作造成的影响,从而提高试验采集数据的准确性。在对抽水试验孔的结构进行设计的过程中,需要对试验目的进行认真地分析,并且紧紧围绕实验目的来进行。在对完整井进行计算的时候,需要将孔内的透水段来作为含水层的厚度。水文地质钻孔的质量会对抽水试验的准确性产生非常大的影响。在抽水试验中往往会遇到钻孔孔斜不符合规定造成抽水试验设备无法安装、套管下不到位、井壁管止水无效果、拔取套管失败造成的钻孔无法封闭等一系列技术难题,尤其是抽水层段超过1000m的深孔,这方面问题更加突出。

2试验的基本原理与方法

精确可靠的设备是试验成功的重要前提,比较常用的抽水试验设备有水位计以及温度计等。在对流量计进行选择的过程中,应当对现场的实际状况进行分析,使用矩形堰、梯形堰等一些专业的仪器来进行操作。在对抽水孔进行施工的过程中,应当与抽水试验的标准相结合,再与实际情况相结合,对抽水孔进行勘察工作,对于与要求相符合的抽水试验部位都要进行勘察钻孔,从而保证成孔的的直径、垂直度等达到规定的标准,为成孔工作奠定基础。与此同时,选择150mm的钻头进行打孔工作,使得抽水孔的深度能够达到设计的要求,并且对其进行验证。如果抽水孔与抽水试验相符合的话,就可以使用146mm套管来完成试验工作,最后在对抽水孔进行清理时,采用比较小的直径并且使用钢丝网包扎过的108mm滤管,在所有的钻孔工作完成之后,将孔中的146mm套管取下。在降深适宜次数方面,应当保证其有三次,但是对降深的大小没有明确的规定。所以在实际的试验过程当中,三次降深之中最大的降深程度应当和设计动水位的变化保持一致,并且动水位的波动也不能够太大,应当在波动大小控制在2~3cm的范围之内,才能够将抽水范围控制在合理的范围之内。在正式的抽水试验开始之前,对静止水位进行观察,看其是否保持在合理的间隔变化之内,对气温以及水温应当每3小时观察一次,从而为抽水试验的顺利完成奠定基础。

3水文地质深孔抽水试验工艺技术实例

在某钻探项目当中,一共布设有9个水文地质钻孔,设计工作量10365m,实际共完成有效钻探进尺10239.05m,抽水17层。在该项目中,一共布设7个长期水文观测孔,观测周期为一年。在水文地质钻孔中,单孔最深孔径为1337m。抽水段洗井和抽水前测量孔深:在此次洗井当中,采用了空压机震荡洗井的方式,然后在抽水段当中注入到8%焦磷酸钠溶液浸泡钻孔;然后使用液态CO2来进行洗井。采用孔深测量仪准确测量有效孔深。抽水试验:依据抽水前所观测到的钻孔的水位,对含水层的静止水位进行确定,即92.30m,依据抽水试验的技术要求,来进行抽水试验工作。依据相关的设计与规范要求,对该含水层的非稳定流水位、裸孔稳定流抽水进行3次降深抽水。起拔套管:在第一次抽水试验完成之后,对存储在泥浆池当中的泥浆进行回灌,使其进入到钻孔当中,对清水进行替换,然后使用钻机与液压千斤顶将内层套管提拔出来。二1煤顶层位的抽水试验:在第一次抽水试验完成之后,对套管进行提拔,然后对第二次抽水进行试验。第一次抽水试验结束,套管完全提拔上来后,开始准备第二次抽水试验。第二次抽水试验的孔径及下套管情况见图1。止水效果检验:对止水效果采用的是泵压法来进行检验:将Φ127mm套管上口封闭,将压力表安装在密封盖上,在孔内使用泥浆泵进行送水,并且保证压力的稳定,30min后对压力下降的情况进行检查,并对套管外部的涌水现象进行检查,对止水是否合格进行判断,在经验之后得出止水是否合格的结论。在周期1年的长观工作完成之后,应当按照相关施工规范以及甲方安排,将钻孔当中的套管进行提拔,并且对相应孔段使用泥浆将其封闭。在该钻探项目中,通过对抽水层段超过1000m的深孔进行抽水试验,确定了该含水层的水文地质参数,为地下水资源评价及涌水量预测提供依据,有效提升了勘探团队对相关地域水文地质的了解,从而使得地质勘查的质量得到有效的保证。综上,抽水试验是水文地质勘探中非常重要的一个环节,其结果的准确性直接影响对水文地质条件的正确判断和评价。近年来,随着勘探深度增加,对深孔抽水试验工艺技术的探索同样有着重要意义。

参考文献:

[1]吕伟华,邵光辉.基于单井抽水模型试验的含水层变形特性[J].林业工程学报,2016,03:115-120.

[2]谭云龙.利用抽水试验研究地下水参数及水力联系[J].信息化建设,2016,04:356.

[3]陈德林.单孔稳定流抽水试验确定渗透系数的探讨[J].珠江水运,2016,16:38-39.

作者:刘馨泽 袁楠楠 单位:四川省华地建设工程有限责任公司 四川省蜀通岩土工程公司

 

  发布时间:2017/7/25 17:11:49  阅读人次