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打井施工方案工程概况空港新城，为水源热泵地温空调提供四眼抽水井和八眼回水井。设计井深160米。抽水井出水量要求达到45吨/h，回水量达到25吨/h。井水水质达到国家地温空调机组使用标准。3水井设计方案根据已掌握的地质、水文地质、地下水水质资料，水利部门的有关规定及要求，按照“优质、高效、长寿命”的原则设计钻孔和井管结构，机井初步设计井深160m。（1）160m机井井孔结构设计0-120m井径φ600mm管径0-120mφ325mm×6,螺旋钢管120m-200m孔径500㎜,管径φ219mm×6直缝钢管，滤水管采用同径桥式滤水管，长度根据水层再定。滤料为天然石英砂，粒径1-3mm；固井料用碎石。止水段用优质粘土球，直径25-30mm。（2）设计井深暂定160m，设计单井出水量不小于45m3/h，成孔后经过电测，根据地质资料出水量达不到设计要求需加深时，应及时报请建设方，待建设方同意后方可加深，若遇基岩可提前终孔。（3）成井时应严格止水，不得与止水地段以上含水层发生水力联系，止水深度为70m左右。（4）井孔垂直度：井深100m不大于0.5度，超过100m部分每100m不大于1度，终孔倾斜不大于1.5度。（5）含砂量：抽水试验结束，含砂量小于八万分之一。（6）水质：成井后，进行理化和生化指标化验，由施工方、监理方、建设方、运营管理方四方共同取样，送样到实验室，并提交水质分析报告。水质达到《地温空调机组水源使用标准》的要求。（7）相关规范要求：《供水水文地质钻探与凿井操作规程》CJJ14-87《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93《施工场地临时用电安全技术规程》JGJ46-2019《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2019《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-20194施工工艺4.1钻进工艺为了提高钻探效率，达到快速、优质、低耗、安全的钻探目的，钻进参数、钻头及钻具等选择情况如下：一、钻进参数选择钻进参数的选择通常认为是：钻压、转速和泵量，其时泵压与泥浆性能指标是现代钻井业非常重要的参数。因此，施工中除了正常掌握钻压、转速和泵量之外，特别要重视泥浆性能的研究与调制。根据钻进地层，一般选择钻进参数为：钻压：15～25kＮ转速：52～145r/min泵量：800～1000L/min泵压：2.0ＭＰa泥浆粘度：20～23s泥浆比重：1.10～1.15含沙量：4％二、钻头及钻具选择1、钻头选择：钻头型号的选择要根据地层的变化作相应的调整，并做到排队使用，选择钻头可根据其颜色、轮齿等情况。根据所需钻遇的地层，选择钻头尺寸如下：0～200mφ600mm组合式牙轮钻头。2、钻具选择采用组和式牙轮钻头，钻铤加压钻井技术，应用于水文水井钻探，要求钻具配级合理，跟距井孔结构，钻具一般形式如下：108×108×12主动钻杆→Φ89mm钻杆→Φ114mm钻杆→Φ159mm钻铤→Φ174mm钻铤→组和式牙轮钻头三、钻头使用1、钻头入孔前检查内容钻头丝扣是否完好，钻头实际外径大小，压轮转动是否灵活，轴承间隙是否过大，轴承润滑情况，是否缺油，传压孔是否畅通，压轮是否互咬，轮掌磨损情况，是否裂纹、变形等.2、钻头入井使用清洗丝扣，涂丝扣油，拧卸钻头时，注意不得伤害牙齿及轴承，不得猛墩，下钻操作要平稳，发现遇阻时不得硬压、硬墩，应开泵划眼（扫孔）。划眼时钻压、转速要适当，并记录孔深。钻头下至距孔底2～3m时，应先开泵，然后再转动钻具，缓慢下放钻具至孔底。钻头到底后应轻压慢转20分钟，在逐渐至规定钻压，严禁加压启动转盘。四、钻进注意事项1、合理掌握钻进参数，严禁盲目加压，钻压不得超过钻铤重量的80％；2、精心操作，送钻均匀，时刻注意转速变化及钻头转动情况，泵压、泵量情况，发现异常及时处理；3、钻井过程中，要始终保持泥浆性能良好，保持足够的钻压、泵量，若与地层变化、跳钻严重，导致钻速下降，应及时调整钻进参数；4、每打完一单根，均应上提钻具一次，保证孔身垂直圆整。划眼时，钻具下放不可过快，避免造成螺旋形孔深；5、在钻进过程中，操作者应时刻注意观擦钻压仪、泵压仪；同时，还应注意以下情况：转盘转动情况，皮带跳动、电机声阴极电流大小，泥浆排量、岩屑上返情况，是否跳钻、蹩车、蹩泵，钻速快慢等；及时判定井底情况，灵活调整钻进参数；6、严格检查入井钻具，下钻时应清查丝口，涂丝扣油，丝扣要上进不管任何情况下，只要停止钻进时钻具要提离孔底，并每隔15分钟转动一次。7、由于钻具重量过大，在启动或停止时，严禁猛开猛关，以避免扭断或甩脱钻具；8、严格执行交接班制度，交接班时要做到留情：入孔钻具清、机上余尺清、孔底情况清、钻进参数清、钻头入孔时间清、设本运转情况清。五、冲洗液类型本次钻遇地层，为第四系（Q）、上第三系（N+E）松散岩类含水岩组采用细分散低固相优质泥浆。泥浆性能指标如下：比重：1.10～1.15粘度：20～22sPH值：8～10失水量：20ml/30min泥饼厚度：1～2mm含砂量：3％胶体率：97％2、泥浆配制a、配方粘土：7％；Na2CO3:未加土量的4％；PAN：0.1～0.2％；CMC：0.1～0.2％；NaOH：0.1％b、配浆程序：①配制基浆：粘土＋纯碱＋清水，按配比搅拌基浆；②加增粘防时水剂：CMC、PAN等③加入烧碱控制PH值；④调整泥浆性能符合设计要求，严格执行配方比例和配浆程序，所有处理剂均应水溶后再加入泥浆中，严禁以固态形式倒入泥浆池内。正常施工阶段可以靠地层自然造浆，但必须把泥浆性能调整好。c、泥浆循环系统泥浆循环系统要根据施工场地条件决定，但必须符合以下要求：泥浆池两个，容量为30立方米，储浆池一个，容量为15立方米。泥浆循环槽长度20米，并设两个泥浆池，每隔0.5立方米。3、泥浆的维护与管理a、日常维护处理之前，首先测定泥浆性能，以确定处理方案；b、若泥浆比重、粘度过高，先排浆后维护处理；c、日常维护处理硬在钻井过程中在泥浆循环槽内进行，缓慢加入清水和处理剂溶液，便循环变维护处理。严禁突然大量加入清水稀释泥浆。禁止在循环中断的情况下维护处理泥浆（泥浆大处理例外）；d、每班必须勤劳砂，勤维护处理，避免泥浆性能大幅度变化；钻进时注意观察泥浆颜色、温度等变化；e、日常维护是，每班不少于4小时，废浆不准再进入循环系统；f、孔内出现复杂情况是（如坍塌、漏失、上下钻遇阻等）应及时采取相应的泥浆对策；j、正常钻进过程中，必须调整好泥浆参数做到比重适中、粘度恰当、失水量小；h、泥浆处理剂、泥浆测定仪器以及有关设施器具的保管、使用、维护等工作应指定专人负责；泥浆是钻井的“血液”每一个职工必须很好的理解。i、雨天时，禁止雨水流入泥浆池内。六、原始纪录1、小班报表记录要求及时、准确，字体要求端正、清晰，内容要求详细、齐全，报表要求干净、统一，装订成册。并且无涂改、刮改现象。达到上述要求的合格，逐张评级，合格率95％以上的为记录全孔合格，否则全孔质量降一级处理。2、简易水文地质观测a、每钻进一小时要求观测冲洗液消耗量一次，不足一小时按一小时计。b、要求起钻后，下钻前观测孔内水位一次，并做好记录；c、发现冲洗液漏失，应每30分钟观测一次消耗量。d、实测次数应达到应测次数的90％以上为合格，否则为不合格，全孔质量要降一级。3、地层每五米捞取岩屑样一次，地质员进行初步岩性鉴定，并做好记录。4、钻进过程中，应对水位、冲洗液消耗量、漏水情况及位置，孔壁坍塌，岩性变化等现象进行观测，并做好详细记录。5.4.2成井工艺一、成井工艺流程下入φ650mm钢制保护管3m→φ600mm钻进至目的层→第一次冲孔换浆、通孔→物探测井→通孔、刮泥皮→第二次冲孔换浆→下管→第三次冲孔换浆→动水投滤→洗井→抽水试验→验收并交付使用。二、下入φ600mm钢制保护管3m为防止上部地层缩径及塌孔，孔中下入φ650mm钢制保护管约3m。三、第一次冲孔换浆、通孔当φ600mm钻进至目的层，进行第一次冲孔换浆、通孔，目的是返出孔内沉淀，并把泥浆粘度调整到22秒左右，比重1.2左右，为物探测井做准备。通孔的目的是检验井孔的垂直度，以保证井管顺利下入。通孔采用原钻具来完成。四、物探测井本次物探测井采用JDC～2型水文物探测井仪进行测井，测出自然电位、视电阻率梯度、井深、井斜等曲线，准确设定滤水管位置。其目的是详细划分地质剖面、含水层的位置和厚度，了解含水层情况，判断含水层的岩性，确定止水位置，准确设定滤水管位置。评价含水层的富水性五、第二次冲孔换浆第二次冲孔换浆的目的是进一步优化泥浆，为下管做准备，并把泥浆粘度调整到20秒左右，比重1.1左右六、下管下管准备工作及注意事项：1、设备仪表和专用工具应进行一次全面检查，发现问题及时修理、调整或更换，重点部位如钻塔、钻机离合器、刹车制带、泥浆泵缸套、活塞等保证万无一失。2、采用钢卷尺丈量钻具，作最后一次校正孔深。误差不大于1‰。3、下管前由项目经理召开全体职工会议，强调工艺过程和注意事项，分工明确。4、全面而详细检查所有成井过程中所需器械、工具等。5、下管过程中，要密切注视钻压仪显示数字，以严密监控井管悬空，中途是否遇阻。6、井管的下放和提升要做到缓慢、平稳。若中途遇阻，应查找原因，采取项措施，不得将井管强行向下冲击，必要时起拔井管，重新扩孔通井。7、井管送入预定位置后，应保持100KN的拉力，是井管上下垂直，受力均匀。8、止水、固井过程中注意孔内不得缺浆，发现缺浆及时回灌。9、待碎石投至孔口后即可上提冲孔钻具0.5-1米，开泵送清水换出井管内泥浆，直到冲净后方可提钻。10、固井工作可与洗井同时进行。七、第三次冲孔换浆启动泥浆泵，把钻具与孔底冲孔拖盘对接稳固，启动泥浆泵，进行孔底第三次冲孔换浆，其目的是彻底返出孔内沉淀，为下一步动水投滤做准备。（1）下钻时钻杆应上紧，下钻完毕，将冲孔托盘坐好，确保自孔底从管外返浆。（2）开泵前应全面检修泥浆泵，确保一次开泵成功。（3）开泵后先用原来的泥浆循环，待泵压和泥浆循环正常之后边加清水边排浆，使泥浆逐渐变稀。注意加清水和排浆都要跟上，不可拖延时间或间断。（4）换浆中途不得停泵，直至填砾结束。若因特殊原因非停泵不可时，应及时关闭高压管线上的阀门。（5）换浆终了应达到如下要求：泥浆比重小于1.04，粘度15—16S，泥浆流态彻底转变为紊流，自孔内有适量砂子冲出来。八、动水投滤（1）采取动水填砾法，填砾时泥浆应从孔底返至管外环状空空间再返到地表泥浆槽，中途不得停泵并保持足够的泵量。填砾过程中继续边加清水边排浆。（2）适当控制填砾速度，填砾时用手推车将砾料送至孔口，再用铁锹慢慢投入环状空间，不得整车倒入，防止砾料棚堵。（3）填砾时注意泥浆比重变化和泵压、泵量变化以及孔口砾料下沉情况。当泥浆比重升高超过1.06时即应停止填砾，不断加入清水稀释泥浆，待泥浆比重降下来后再继续填砾。（4）准确记录填入砾料的数量，实际填砾高度和数量应与理论计算相一致。填砾结束后，停待30分钟，用测绳探测填砾高度（或探测至变径以下）。砾料超投高度掌握在10—20m。（5）填砾结束停泵时应及时关闭高压阀门。第三次冲孔换浆结束后，继续启动泥浆泵，进行动水投滤，其目的为了确保滤料达到预定位置，将滤料一步分选级配并达到破坏井壁的作用，使含水层进一步打通。九、止水（1）止水材料为优质粘土球，其直径小于30mm，并保持半风干状态，粘土球数量不小于3m3，止水层厚度10m，深度60-70米。（2）投放粘土球时应控制投入速度，可安排两人每次抓2—3个粘土球轮流投入孔内。（3）禁止不符合要求的泥球入孔，禁止未经半风干还相互粘结的泥球入孔，禁止整车倒入或用铁锨推入孔内。十、洗井与抽水试验洗井是供水成井过程中必不可少的工序之一。本次洗井采用拉活塞和潜水泵大泵量大降深洗井。做到水清砂净。洗井后单孔涌水量增大不超过5%，动水位下降不超过水位下降值的1%。当洗井达到要求后，按照《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2019）作抽水或回水试验，取得完整可靠的水文地质资料。为确保资料的准确性，在施工过程中管内