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華生(天津)管道科技有限公司
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一、水井的發(fā)展概況
世界各國(guó)在水井工程設(shè)計(jì)和施工方面有著不同的工藝和特色，在鉆進(jìn)方法井管材料選擇水井殺菌消毒管理規(guī)范化方面有著嚴(yán)格要求和規(guī)范。在四十年代開(kāi)始嘗試采用塑料井管，七十年代初期，發(fā)現(xiàn)，重量輕的塑料管，能為輕型鉆機(jī)和有少數(shù)鉆工組成的機(jī)組所操控和掌握，早年建造的水井在長(zhǎng)期使用中也表明，塑料井管不受土壤和地下水的化學(xué)影響不適于鐵細(xì)菌生長(zhǎng)，壽命長(zhǎng)，僅需少量維護(hù)和保養(yǎng)，并且在必要時(shí)可對(duì)水井進(jìn)行化學(xué)處理而不損傷井管，在力學(xué)性能上，仍能承受通常地層壓力達(dá)300米效果仍然很好。到目前，國(guó)外水井工業(yè)中，井管和濾水管約有70%都為塑料管有30%左右為鋼管和鑄鐵管，水泥類(lèi)管道由于成井質(zhì)量等原因已被淘汰。
我國(guó)水井工程的井管材料一般為鋼管、鑄鐵管和水泥管，城鎮(zhèn)供水主要以鑄鐵管和鋼管為主，通過(guò)對(duì)當(dāng)前水井調(diào)查研究，施工水井的成井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、盡管和濾水管的選擇都不合理，井管腐蝕嚴(yán)重，造成井管腐蝕變形、破裂，水井涌沙等問(wèn)題突出。七十年代開(kāi)始，對(duì)塑料井管、濾水管進(jìn)行了小批量推廣應(yīng)用，取得里較好的效果，但由于生產(chǎn)技術(shù)和成井工藝等原因，未能進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。目前，國(guó)內(nèi)大口徑水井工程，鑄鐵管在成井管材中占70%左右，其余的以水泥類(lèi)管為主，對(duì)于小口徑水井，塑料井管和濾水管的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用逐年上升，但由于傳統(tǒng)觀(guān)念和塑料井管產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，成井工藝上又缺乏指導(dǎo)，致使這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展緩慢，也影響了塑料井管在國(guó)內(nèi)的推廣。
水資源的短缺是一個(gè)全球性問(wèn)題，對(duì)地下水資源的開(kāi)發(fā)和利用顯得日益重要，由于地?zé)豳Y源的潔凈性等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)也得到很大的開(kāi)發(fā)和利用，在所有這些鉆井中所使用的井管多時(shí)傳統(tǒng)的金屬管材，由于井管腐蝕造成的浪費(fèi)和損失以及一系列、其他不良后果一直沒(méi)有得到很好的解決。
本世紀(jì)50年代以后，隨著石油化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，石油深加工技術(shù)日趨完善，塑料制品種類(lèi)多樣化，產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，使之逐步發(fā)展成為一種新型工程材料。塑料管和傳統(tǒng)管材相比，塑料井管性能均一，抗腐蝕能力強(qiáng)，且具有重量輕，抗磨損和生物惰性、水流阻力小，，使用壽命長(zhǎng)，安裝簡(jiǎn)便迅速，造價(jià)較低等顯著優(yōu)勢(shì)，受到了管道工程界的青睞。
結(jié)合以上特點(diǎn)，塑料井管具有廣闊的應(yīng)用前景，研究開(kāi)發(fā)塑料井管意義重大。
二、傳統(tǒng)井管（鐵管）的腐蝕機(jī)理研究
1、井管的腐蝕類(lèi)型
腐蝕類(lèi)型
腐蝕成因
危害及速度
化學(xué)腐蝕
電偶腐蝕
縫隙腐蝕
孔蝕
磨損腐蝕
應(yīng)力腐蝕
PH〈5；酸洗井；酸物質(zhì)滲透
材質(zhì)不均；形成電極電位差
表面泥砂、水垢屏蔽作用等
Cl-、ClO4-等含量較高
含砂量大、水流速度高等
焊接加工造成的應(yīng)力等
危害大、腐蝕速度快
危害大、腐蝕速度快
危害大、腐蝕速度慢
危害大、腐蝕速度快
危害大、腐蝕速度慢
危害大、腐蝕速度慢
2、井管的腐蝕機(jī)理
1）氧化理論（Acid.theory）：由于水中的碳酸（H2CO3）作用，鐵變成碳酸亞鐵，接著再被水中的氧所氧化，成為氫氧化鐵。
2）過(guò)氧化理論（Peroxide.theory）：鐵首先和水化合成氫氧化亞鐵，這時(shí)產(chǎn)生的氫氣和水中的氧化合生成 H2O2 之后，氫氧化亞鐵和 H2O2 化合生成氫氧化鐵。
Fe+2H2O → Fe（OH）2 +H2↑
H2+O2 → H2O2
2Fe（OH）2 + H2O2 → 2Fe（OH）3（銹）
3）電化學(xué)理論（ Electrochemical . theory ）：腐蝕是由電化學(xué)反應(yīng)而引起的，首先生成的是氫氧化亞鐵，在堿性水中，與氧化合生成氫氧化鐵，形成膜而停留在金屬表面。在酸性水時(shí)，先與水中碳酸形成的 CO2 化合成重碳酸亞鐵 [Fe（HCO3）2] 后再與水中氧化合成的氫氧化鐵，以浮游形成從水中析出沉淀。
此外，在腐蝕中，還有一些能用微電池——濃差電池或氧差電池機(jī)理說(shuō)明的腐蝕。
當(dāng)水在管道里與鐵接觸，通過(guò)各種途徑開(kāi)始腐蝕，在氧化皮的縫隙或管內(nèi)凹凸不平的粗糙面上，形成許多微小的腐蝕電池 , 開(kāi)始腐化，產(chǎn)生沿著水流方向的膜或殼。如果這種電化學(xué)或微電池作用代表全部腐蝕過(guò)程的話(huà)，我們應(yīng)該看到的是一個(gè)空泡，但實(shí)際上，我們發(fā)現(xiàn)的這些空泡，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后，變成了大小不均的瘤狀結(jié)垢，硬殼內(nèi)充滿(mǎn)了氧化亞鐵和硫化鐵等物質(zhì)。這是因?yàn)椋?dāng)金屬表面由于氧化形成二價(jià)氫氧化鐵與中性水接觸形成的三價(jià)鐵（膜或空殼）并不是永遠(yuǎn)貼附在管壁上，保持靜止。只要水中不斷有 O2 溶入，就可能通過(guò)破裂的膜向內(nèi)一層層運(yùn)動(dòng)，把部分亞鐵離子氧化成鐵離子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這些氧化鐵濃度超過(guò)一定的比例，磁性氧化鐵或其它亞鐵化合物就會(huì)不斷地析出，并產(chǎn)生酸性物質(zhì)，后者繼續(xù)與金屬作用，在產(chǎn)生新地亞鐵鹽，不斷循環(huán)。在不斷氧化循環(huán)腐蝕的同時(shí)，銹殼內(nèi)的各種鹽類(lèi)不斷積累，促使鐵細(xì)菌依靠鹽類(lèi)的氧化而不斷繁殖，尤其是靠近管壁，氧的含量比外界較貧乏，更加有利于鐵細(xì)菌的生存。鐵細(xì)菌在生存過(guò)程中吸收亞鐵鹽，排除的氫氧化鐵產(chǎn)生大量沉淀，細(xì)菌周?chē)蜁?huì)有大量的粘泥，使殼體充滿(mǎn)并不斷增大，引起管道的嚴(yán)重堵塞。這種堵塞是沿管壁四周均勻逐漸生長(zhǎng)的，并可形成管道內(nèi)壁的垢下腐蝕現(xiàn)象。所以，水中氧是電腐蝕的開(kāi)始，而硫酸鹽類(lèi)還原細(xì)菌是腐蝕結(jié)垢的原因，鐵細(xì)菌則是大面積腐蝕管道的另一原因。
3、結(jié)論與建議
1）井管的腐蝕不是由某一單一腐蝕作用造成的，而是聯(lián)合腐蝕作用的結(jié)果，并且大多以局部腐蝕為主。不同的井管-環(huán)境腐蝕體系，腐蝕機(jī)理有所差別，但都有多種因素共同影響，只是作用重點(diǎn)有所不同。
2）一般PH〈5、酸洗井或有酸性物質(zhì)滲漏的環(huán)境下，井管發(fā)生化學(xué)腐蝕，這種腐蝕速度快，危害大，在井管材質(zhì)不均勻，或其他條件形成電極電位差時(shí)形成電偶腐蝕，腐蝕速度快，危害較大；在井管有表面泥砂、水垢等屏蔽作用下，發(fā)生縫隙腐蝕，雖然腐蝕速度較慢，但危害較大；井中含有Cl-、ClO4-等離子偏高時(shí)，易發(fā)生孔蝕，腐蝕速度快，危害很大；由于地下水流速高，含砂量大，對(duì)井管造成磨損腐蝕，雖然腐蝕速度慢但對(duì)濾水管危害很大；井管本身或環(huán)境造成的應(yīng)力的存在，使井管承受應(yīng)力腐蝕，腐蝕速度慢，但在長(zhǎng)期作用下造成潛在危害。
3）對(duì)金屬腐蝕速度的影響因素很多，主要有環(huán)境因素井管體系本身因素及其他一些因素。環(huán)境方面，地下水的溫度、溶解氧的濃度，流動(dòng)等因素對(duì)腐蝕速度影響較大。井管體系的材料性質(zhì)、晶體缺陷及表面狀態(tài)等因素影響著井管的腐蝕。其他因素，諸如電泵的使用，成井工藝方面造成的缺陷等對(duì)腐蝕速度造成影響。
4）可用井下彩色電視系統(tǒng)（直接法）和試片法（間接法）對(duì)井管的腐蝕進(jìn)行檢測(cè)，以便控制。
5）通過(guò)以上分析，要解決供水井金屬井管的腐蝕難題，建議采用塑料供水井管，PVC-U管材作為發(fā)展*早，應(yīng)用*成熟、價(jià)格*低的塑料管材，理應(yīng)成為井壁管的*佳之選。
三、PVC-U井壁管簡(jiǎn)介
1、PVC-U管材性能概述
與傳統(tǒng)管材相比，PVC-U管材具有以下特點(diǎn)：
1）重量輕、運(yùn)輸和安裝方便。PVC-U塑料管比重略大于1，在1.35—1.46之間，管材自重略大于泥漿的浮力，依次下管時(shí)不需很大的提吊力即可順利下管，安全可靠，勞動(dòng)強(qiáng)度小，井管的搬運(yùn)更是省力方便。
2）抗腐蝕能力強(qiáng)，耐久性好。塑料是一種十分穩(wěn)定的高分子聚合物，幾乎不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，在太陽(yáng)紫外線(xiàn)照射不到的幾水中，使用壽命至少50年以上，適用于各種水質(zhì)的水井，尤其近年來(lái)潛水電泵的廣泛應(yīng)用，在水中產(chǎn)生的感應(yīng)電流加速了傳統(tǒng)井管的腐蝕，而塑料井管卻不受此影響。
3）單根長(zhǎng)度大，井管接頭少。塑料管長(zhǎng)度一般為6米，也可根據(jù)要求定作，大大減少了接頭數(shù)量，節(jié)約了下管時(shí)間和接頭材料，更重要的是減少了因接頭不佳出現(xiàn)的錯(cuò)口、漏沙而報(bào)廢井的機(jī)會(huì)，也避免了井管對(duì)進(jìn)水的二次污染。
4）水質(zhì)好。衛(wèi)生級(jí)PVC-U管材衛(wèi)生、無(wú)毒、不滋生細(xì)菌，不污染水質(zhì)。
5）管材便宜，成井造價(jià)低。
6）內(nèi)壁光滑，水力條件好。摩阻系數(shù)僅為00008，能耗小。
7）柔性好，抗沖擊強(qiáng)度高。
8）耐磨損。
2、PVC-U管材生產(chǎn)工藝流程
通過(guò)混料系統(tǒng)將管材所需各種原料經(jīng)熱混、冷混等步驟均勻混合后，吹入干料倉(cāng)中待用。羅茨風(fēng)機(jī)將料吸入主機(jī)下料斗，通過(guò)各種不同的加料方式，如KMD-60螺桿采用計(jì)量加料，KMD-114采用重力加料等送入擠出機(jī)，物料在擠出機(jī)中通過(guò)螺桿的剪切和外熱的作用，平均塑化后進(jìn)入擠出機(jī)機(jī)頭，物料在機(jī)頭中被賦予一定的行狀，并進(jìn)一步塑化后離開(kāi)擠出機(jī)。
管材定型可采用內(nèi)壓和真空定徑兩種方法。我公司普遍采用的是真空定徑法。在機(jī)頭初步成型后的管材首先進(jìn)入噴淋定徑箱，管材經(jīng)過(guò)定徑套，通過(guò)在管材外壁噴淋定徑箱內(nèi)抽真空，使管材受內(nèi)壓而緊貼定徑套套內(nèi)壁，同時(shí)管材在噴淋水的作用下冷卻成型。
在噴定徑箱內(nèi)完全冷卻的管材在牽引機(jī)的作用下勻速前進(jìn)，在計(jì)量裝置的控制下，行星鋸可切割預(yù)定長(zhǎng)度的管材，*后經(jīng)過(guò)擴(kuò)口工序，就完成了管材的生產(chǎn)。
流程圖：
倒料站—儲(chǔ)料罐—主稱(chēng)—副稱(chēng)—熱混—冷混—干料倉(cāng)—主機(jī)料斗—?jiǎng)┏鰴C(jī)—機(jī)頭—定徑套—噴淋箱—噴碼機(jī)—牽引機(jī)—行星鋸—加熱爐—脹口機(jī)—翻管機(jī)—檢測(cè)—入庫(kù)
3、PVC-U井管工程的連接方式
1）柔性連接：
對(duì)于￠63以上的管材一般采用橡膠圈接口；
2）剛性連接：
對(duì)于￠20—￠160mm的管材一般采用粘接劑連接；螺紋連接多用于￠20—￠63mm PVC-U管材和其他管道的連接；塑料焊接用于低壓化工管道。
管道采用橡膠圈連接時(shí)的安裝步驟：
1） 安裝前，首先檢查管材、管件及橡膠圈質(zhì)量，并把承接口 和插口工作面擦拭干凈。
2） 將橡膠圈按規(guī)定的方向放入承口凹槽內(nèi)，不得扭曲。
3） 膠圈和插入部分涂刷潤(rùn)滑劑。
4） 承插口對(duì)口并保持管線(xiàn)軸線(xiàn)平直。
5） 承插口兩邊套好合適的鋼絲繩套用緊線(xiàn)器（或手板葫蘆） 拉入至標(biāo)線(xiàn)。
6） 插入塞尺轉(zhuǎn)一周檢查膠圈所處的位置是否合適
連接程序：清理工作面—上膠圈—刷潤(rùn)滑劑—對(duì)口插入—塞尺檢查。
膠圈連接注意事項(xiàng)：
1、 膠圈按正確位置放入承口內(nèi)，承口一定要干凈。
2、涂潤(rùn)滑劑于管材插口坡面上和橡膠圈內(nèi)側(cè)，應(yīng)防止?jié)櫥瑒┝魅氤锌诓郏ㄒ醉敺z圈）。
3、安裝時(shí)，盡量保持管材處于一條軸線(xiàn)上，如插入困難（非膠圈頂翻），可左右移動(dòng)管尾，以利插入。
4、如插入困難，力量較大，應(yīng)先檢測(cè)，確認(rèn)膠圈位置正確后，方可安裝。
管道采用粘接劑連接時(shí)的安裝步驟：
1） 管材、管件粘接前，應(yīng)用干布將承口內(nèi)側(cè)和插口外側(cè)擦拭干凈，當(dāng)表面粘有油污時(shí)需用丙酮擦拭干凈確保承口干凈。
2） 管材斷面應(yīng)平整、垂直管軸線(xiàn)并進(jìn)行倒角處理，粘接前應(yīng)進(jìn)行試插，試插深度只能插道原定深度的1/3—1/2，間隙過(guò)大時(shí)嚴(yán)禁使用粘接方法。
3） 涂抹粘接劑時(shí)，應(yīng)先涂抹承口內(nèi)側(cè)，后涂抹承插口外側(cè)，涂抹承插口時(shí)應(yīng)順軸線(xiàn)由里向外均勻涂抹適量，不得漏涂。
4） 粘接劑涂抹后宜在20秒內(nèi)對(duì)準(zhǔn)軸線(xiàn)一次插到所畫(huà)標(biāo)線(xiàn)，將管材或管件旋轉(zhuǎn)90度并在1分鐘內(nèi)保持施加的外力不變，保持接口的直度和位置正確。
5） 粘接完畢后及時(shí)將擠出的多余粘接劑擦拭凈，在固化時(shí)間得受力或強(qiáng)行加載。
連接程序：清理工作面—試插—刷粘接劑—粘接—養(yǎng)護(hù)
粘接注意事項(xiàng)：
1、 粘接接口不得在雨中或水中施工，不得在5度以下操作。
2、 粘接劑不得使用已出現(xiàn)絮狀物的粘接劑；低溫下不采用明火或電爐等設(shè)施加熱粘接劑。
3、 涂抹粘合劑前，務(wù)必使管道膠粘面清潔干凈。若粘面不潔凈，如油污、潮濕、灰塵等存在，會(huì)使膠粘力減低。表面沾有油污時(shí)，必須用棉花紗蘸丙酮等清潔劑擦凈。
4、 管材在鋪設(shè)中需要切割時(shí)，切割要平直。插入式接頭的插口端應(yīng)削倒角，倒角坡口管端厚度一般為管壁厚的1/3—1/2，倒角一般為15°。完成后應(yīng)將殘屑清除干凈，不留毛屑。
5、 粘接前必須將兩管試插一次，使插入深度及松緊配合情況符合要求，并在插口端表面劃出插入深度的標(biāo)線(xiàn)。
6、 涂刷粘合劑先涂承口，后涂插口，宜軸向涂刷，均勻適量，不得漏涂。（若間隙略大，應(yīng)先將插口多次涂膠，承口內(nèi)不宜過(guò)量）。
7、 承插口涂刷粘合劑后，應(yīng)立即找正方向，將管端插入承口，用力擠壓并將管旋轉(zhuǎn)1/4圈，使插入深度至標(biāo)線(xiàn)，并保持一段時(shí)間（1分鐘以上）。另外，氣溫較高時(shí)，粘合劑涂抹后插接應(yīng)迅速，以避免未插入時(shí)粘合劑干固；氣溫較低時(shí)，粘合劑 涂抹后，待部分溶劑揮發(fā)粘度增加時(shí)，始予插接。
8、 涂抹粘合劑并套接后，在套接處如有滲出（擠出）之粘合劑，務(wù)必擦拭干凈，反之該處可能受過(guò)量粘合劑浸泡而軟化，并失去原有的水壓強(qiáng)度。
9、 管道粘接好后，粘著力會(huì)隨時(shí)間加長(zhǎng)而增加。管道粘合后，至少務(wù)必待48小時(shí)，否則管道連接處可能會(huì)出現(xiàn)滲水、漏水甚至脫開(kāi)等現(xiàn)象。（氣候寒冷或潮濕環(huán)境，*好能在72小時(shí)后再通水試壓。）
四、內(nèi)蒙古地區(qū)全塑成井野外生產(chǎn)試驗(yàn)
2001年7月，吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院組織，內(nèi)蒙古包鋼勘察設(shè)計(jì)院、河北保定中水勘察技術(shù)公司和河北寶碩管材有限公司共同參與，在內(nèi)蒙古西部烏拉特前旗高腐蝕水質(zhì)地區(qū)為華章紙業(yè)集團(tuán)完成一口全塑成井示范工程井，整個(gè)工程從2001年7月2日開(kāi)始，至7月28日全部結(jié)束，歷時(shí)27天。本地區(qū)水質(zhì)腐蝕性尤為嚴(yán)重，在造紙廠(chǎng)院內(nèi)，有許多水井由于井管腐蝕而不得不提前報(bào)廢，井并管和井泵有的不到一年就銹蝕腐爛，不得不更換，此次試驗(yàn)就位于一口提前報(bào)廢井附近。
1、地理位置及地質(zhì)條件
該工程位于內(nèi)蒙古西部烏拉特前旗西山嘴造紙廠(chǎng)院內(nèi)，地處烏拉山之西山嘴地區(qū)，交通很便利，北側(cè)受大青山、烏拉山之山前大斷裂烏梁素海北北東向斷裂影響，臥羊臺(tái)第三系紅層橫臥北部，為一隔水屏障，西至南部為河套平原與三湖河平原交界處，該地區(qū)屬于山前沖擊、洪擊裙及沖擊與湖積平原，分布著豐富的孔隙潛水和深部承壓水。
�。病⑺牡刭|(zhì)條件
根據(jù)該地區(qū)的勘察資料，該區(qū)域潛水水位埋深１.２４—１.７０米，含水層厚２１.００－３８.００米，潛水分布較為廣泛，且比較穩(wěn)定，含水層巖性以細(xì)砂、粉沙為主，該井位地下水水質(zhì)類(lèi)型按舒卡列夫分類(lèi)為 Cl-Hco3-K*Na型，總硬度為85.07mg/l，總礦化度為1078.35mg/l，PH值為7.85，水溫在14℃。承壓水水頭很高，含水層埋置較深，厚在12.0-56.0米，含水層巖性以礫砂、圓礫為主，粗砂、細(xì)砂次之。地下水的靜水位在 地下16.4米，動(dòng)水位為6.5米。
3、鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)地層資料和含水層狀況，井深設(shè)計(jì)為240米，終孔直徑500mm，一徑到底，不變徑，出水量在80m3/h。
因施工地層較軟，采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆機(jī)為上海探礦機(jī)械廠(chǎng)產(chǎn)SPS-400型，技術(shù)參數(shù)如下：鉆深為：400m；塔高為12m ；孔徑500mm；鉆塔額定負(fù)荷270KN ；主卷?yè)P(yáng)機(jī)提升能力：30KN，動(dòng)力設(shè)備為電動(dòng)機(jī)。
4、鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)
由現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)地層變化情況具體確定和調(diào)整，由于地層以第四紀(jì)松散地層和粘土層為主，故鉆進(jìn)總體規(guī)程總體以小鉆壓、中等轉(zhuǎn)速、大泵量為原則。泥漿采用自然造漿，比重控制在1.1左右。為保證成井質(zhì)量，在鉆進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)格保持鉆孔的垂直度。先用小鉆頭破碎鉆進(jìn)，后用大鉆頭分級(jí)擴(kuò)孔鉆進(jìn)。
5、PVC-U井管和濾水管和加工
1）PVC-U管的選擇
井壁管采用250mm*11.9mm PVC-U管，技術(shù)性能參數(shù)如下：公稱(chēng)直徑：250mm ；公稱(chēng)壓力 1.25MPa ；抗拉強(qiáng)度大于45MPa；縱向回縮率 ≤5%；落錘沖擊實(shí)驗(yàn)（0℃）TIR：≤10%；汞的萃取值≤0.001mg/l；錫的萃取值 ≤0.02mg/l ；氯乙烯單體含量≤1.0mg/kg；過(guò)濾管采用PVC-U管貼礫濾水管，由井壁管加工而成。
2）PVC-U濾水管加工
準(zhǔn)備工作包括鉆探現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備和井管的加工準(zhǔn)備。鉆探準(zhǔn)備工作由包鋼勘察院實(shí)施，包括清理現(xiàn)場(chǎng)、安裝鉆進(jìn)等。井壁管單根長(zhǎng)5.8米。濾水管在中水公司由井壁管加工而成，單根長(zhǎng)1.45m，總長(zhǎng)40m。
事先在襯管上鉆φ16mm透水孔18×34 個(gè)/根，錯(cuò)位均布，然后將1-3mm石英砂料用模具進(jìn)行環(huán)狀粘貼，粘貼劑嚴(yán)格按配比（環(huán)氧樹(shù)脂、丙酮加上固化劑）配合，既要保證濾水管的膠粘強(qiáng)度，有不能讓膠粘劑堵住透水孔隙，在貼礫25mm后，既成φ300mm外徑的貼礫濾水管。濾水管在加工好以后，孔隙率可達(dá)到8%。對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度大于10.6MPa，抗拉大于5噸。
根據(jù)地層條件，對(duì)井管強(qiáng)度分別進(jìn)行了校核均滿(mǎn)足要求。井管加工完就運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，在運(yùn)輸過(guò)程中采取了防護(hù)措施，輕拿輕放，濾水管外用草席包裹。
6、安裝井管：
1）下管前的準(zhǔn)備
2001年7月22日完成鉆孔工作以后，即準(zhǔn)備下管，在下管前進(jìn)行了充分準(zhǔn)備，對(duì)工序的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格設(shè)計(jì)和把關(guān)。
在鉆孔結(jié)束后，立即進(jìn)行了電測(cè)井工作。測(cè)點(diǎn)間距100m以上為2m，100m以下為1m，取得地層曲線(xiàn)。
校正井深，以防止由于井深誤差而造成濾水管與含水層錯(cuò)位，用測(cè)繩測(cè)量了井深為243.00mm。
探孔，防止下入井管時(shí)遇阻。用探孔器下入孔底，證明井壁圓滑、規(guī)整，垂直度也較好。
沖孔換漿，防止孔內(nèi)殘留巖粉沉淀影響井管下入深度和阻塞含水層，用清水循環(huán)，替出孔內(nèi)稠泥漿，換漿12小時(shí)后，上返沖洗液基本不含巖粉和沙礫。
2）井管安裝
在井管下入孔內(nèi)之前，依據(jù)含水層情況，對(duì)井管進(jìn)行排序排列并編號(hào)，保證濾水管與含水層對(duì)位，保證出水量。
井管的連接采用橡膠圈連接，管材接口設(shè)計(jì)安排了兩排12×25mm共八根防銹螺栓加固（見(jiàn)圖2.2），在下管過(guò)程中邊攻絲邊旋緊即可。這種設(shè)計(jì)可承受不小于80KN的拉力，保證了下管的安全，為防止螺釘對(duì)水井的污染，并會(huì)造成井管的穿孔，降低強(qiáng)度，本次所選螺栓均為不銹鋼材質(zhì)。
塑料管質(zhì)量輕，井壁管和濾水管的總重量不到3噸，鉆機(jī)起吊設(shè)備完全能夠承受，故采用提吊法一次下管即可。
考慮塑料管比鋼管強(qiáng)度低，對(duì)下管夾具進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用鋼板錨內(nèi)襯滯帶方式，滯帶使用厚8mm剎車(chē)滯帶即可，如圖2.3所示。為使井管垂直下入孔底和防止井壁碰撞井管，在井管上每間隔6m安裝一組正管木，每組用鐵絲綁扎3快，正管木長(zhǎng)15cm，兩頭鋸成半楔形。
孔深243米，但井管設(shè)計(jì)下到238米，留下5米防止井底淤泥沉淀，*下面一根井壁管作為沉砂管。
用φ8鋼筋焊一圓錐形套籠，套在井管底部，以順利下管，并防止下管過(guò)程中井管碰撞井壁而使管頭開(kāi)裂。
3）下管工序：
a.吊起井管*底部一節(jié)下入井孔內(nèi)，并將其卡在枕木上。
b.吊起第二節(jié)井管，井管頂端套好加力帽，并使井管垂直。
c.將上、下兩節(jié)井管的承插部分清擦干凈，并用毛刷涂上 一層潤(rùn)滑劑，以便順利承插。若不能自然插入時(shí)，可由4人均勻用力向下拉動(dòng)加力帽，以帶動(dòng)井管承插。對(duì)承插過(guò)緊難以拉動(dòng)井管時(shí)，可讓一人上到塔架上，用手錘輕輕錘擊加力帽，至達(dá)到設(shè)計(jì)承插深度為止。
d.持電鉆用φ10mm鉆頭迅速鉆孔。
e.用絲錐迅速套絲。
f.用12×25mm十字頭螺栓加上彈簧墊迅速擰緊。
作業(yè)中d、e、f三項(xiàng)可以交叉操作。
g.將井管慢慢吊起，觀(guān)察接頭無(wú)異常時(shí)拆掉夾板，將正管木扎緊。
h.將井管慢慢放入井孔內(nèi)。重復(fù)上述程序，直至下完全部井管為止。
整個(gè)下管作業(yè)從晚上9：00開(kāi)始，到第二天上午9：30結(jié)束，其間修理工具4小時(shí)。
7、填礫與止水封閉
下管結(jié)束后，即進(jìn)行填礫。礫料為磨圓度較好的硅制礫石，其粒徑D50=1-3mm。填礫時(shí)，從井口四周均勻、連續(xù)填入，嚴(yán)禁單側(cè)填入和猛倒猛填，嚴(yán)防蓬堵，并及時(shí)測(cè)量填礫高度，設(shè)計(jì)填礫高110m。
封閉要選用直徑為20～30mm的優(yōu)質(zhì)粘土球，及粘土碎快。利用粘土球封閉至少20m，然后用優(yōu)質(zhì)粘土回填，共填入粘土3.5m3。在封閉與回填過(guò)程中，一定要嚴(yán)格掌握緩慢、連續(xù)、均勻，使井管徑向均勻受力，避免井管突然遭受沖擊力的現(xiàn)象�；靥钜诓辉傧鲁�?xí)r停止。
8、洗井
要在全部回填完畢后及時(shí)洗井，因黏土層泥皮較厚，采用活塞與空壓機(jī)聯(lián)合洗井。首先采用空壓機(jī)進(jìn)行抽水洗井，空壓機(jī)采用沈陽(yáng)空壓機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的YV-6/8型移動(dòng)式空壓機(jī)，技術(shù)參數(shù)如下：排量：6m/min；額定壓力 8kgf/cm2；軸功率 37kw；轉(zhuǎn)速 980轉(zhuǎn)/分。
風(fēng)管與揚(yáng)水管并列式連接，風(fēng)管直徑為32mm，下入到離井口60m處，為防止洗井過(guò)程中鉆桿震動(dòng)碰撞損壞井管，在鉆桿上每隔7m綁一圈橡膠管作為防護(hù)。
空壓機(jī)洗井一晝夜后，采用活塞洗井，先用活塞在井管內(nèi)自上而下慢慢提拉幾次，速度一般在0.3～0.5 m/s，活塞外徑220mm。用空壓機(jī)洗井時(shí)一定要注意慢慢加壓，自上而下，直至達(dá)到洗井質(zhì)量要求為止。
9、下泵與抽水試驗(yàn)
通過(guò)洗井，進(jìn)行試抽水，證明出水量穩(wěn)定，周水一段時(shí)間后，水清砂凈，水質(zhì)穩(wěn)定，決定下泵蹦進(jìn)行抽水實(shí)驗(yàn)。此次采用的水泵為烏海水泵廠(chǎng)生產(chǎn)的200J80-89型潛水電泵，水泵下置深度為離井口100m，泵管使用河北衡水塑料廠(chǎng)生產(chǎn)的ABS管，下泵時(shí)，泵頭加套一個(gè)套籠，避免下泵時(shí)碰壞井管。
10、經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)分析
這次全塑成井工程雖然由于鉆探工作影響了一點(diǎn)進(jìn)度，但整個(gè)工程是非常成功的，取得了另人非常滿(mǎn)意的效果。不僅在技術(shù)上有許多創(chuàng)新點(diǎn)，在整個(gè)過(guò)程中也取得了不少經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和推廣全塑成井工藝打下了基礎(chǔ)，作了一個(gè)良好的開(kāi)端。對(duì)于水井本身、出水量、水質(zhì)等各項(xiàng)指標(biāo)也均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，出水清澈，無(wú)色無(wú)味無(wú)嗅透明無(wú)懸浮物，井下基本無(wú)腐蝕條件，預(yù)測(cè)長(zhǎng)期使用效果也一定優(yōu)于一般管材水井。
在經(jīng)濟(jì)角度，與傳統(tǒng)井管成井從下面幾個(gè)方面進(jìn)行比較。首先是材料方面，塑料井管由于材料便宜，其市場(chǎng)價(jià)格也要比鋼管低的多；從工藝方面，用塑料井管成井對(duì)鉆孔的要求嚴(yán)格一些但這只是對(duì)施工人員要求技術(shù)高一些，并沒(méi)有增加其他設(shè)備或材料。經(jīng)測(cè)算比較，單井成本采用鋼管和鑄鐵管-貼礫混合管比塑料井管都要高，使用鑄鐵管其成本與塑料井管相當(dāng)，而*重要的是，塑料井管由于其防腐蝕作用，可以保證比傳統(tǒng)井管有更長(zhǎng)的使用壽命，考慮長(zhǎng)期效益，塑料井管比傳統(tǒng)井管更具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。
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