水文地质钻探与水井钻探规程.docx
《水文地质钻探与水井钻探规程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水文地质钻探与水井钻探规程.docx（110页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
水文地质钻探与水井钻探规程
水文地质钻探规程
水文地质钻探规程
1主题内容与适用范围
1.1主题内容
本规程规定了水文地质钻探与水井钻探各项生产活动的技术工作要求及有关工艺操作规定。
1.2适用范围
本规程适用于水文地质普查、水文地质初步勘探与详细勘探以及水井（含矿泉水井及低温地热井）钻探工程，是进行钻探设计、施工、管理等各项工作的基本依据和准则。
本规程不适用于高温地下热水和地热能开发钻井工程。
2引用标准
2.1直接引用标准
GBJ202地基与基础工程施工及验收规范
GB9808水文水井钻探管材系列
GB9809水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹
GB9810水文水井钻探用钻杆
BG9811水文水井钻探用钻铤
BG9812水文水井钻探用钻杆接头
DZ1.3硬质合金岩心钻探管材螺纹
DZ/T0008水文水井钻探用钻柱特种接头
DZ/T0017工程地质钻探规程
DZ/T0055水文水井钻探用硬质合金钻头
DZ/T0056水文水井钻探用三牙轮钻头
DZ/T0057水文水井钻探用钻粒钻头
2.2配合使用的标准
GBJ27供水水文地质勘察规范
水文地质普查、勘探规范
岩心钻探规程
3总则
3.1目的、任务
水文地质钻探是水文地质普查、勘探工作中取得地下水文地质资料的主要技术方法，也是开发利用深层地下水进行钻井工程的唯一技术手段。
它的基本任务是在水文地质测绘、水文地质物探的基础上，进一步查明含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数，解决和验证水文地质测绘和物探遥感工作中难以解决的水文地质问题，为评价和合理开发利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。
同时，在“以探为主、探采结合”成井或专门打井后开采地下水，为工农业生产、国防建设和城镇居民及干旱地区人民提供生产生活用水或矿泉水饮料，直接为国民经济建设和人民生活服务。
3.2钻探工作必须遵循的准则
3.2.1水文地质钻探工作必须贯彻执行先水文地质测绘与物探，后钻探施工以及坚持“先踏勘、后设计”和“先设计、后施工”的工作程序，即必须在水文地质测绘和物探工作的基础上布置水文地质钻孔，以及坚持没有地质、施工设计，不准施工开钻的原则。
3.2.2对于探采结合钻孔，应本着“以探为主，探采结合”的原则进行，即应满足“探”为主，在获取准确可靠的水文地质资料的同时结合成井。
3.2.3水井钻探工程应在有充分水文地质资料的地区进行，并在钻探过程中采取必要措施收集和论证水文地质资料，严格按照成井工艺规程要求成井。
3.3钻探工作的基本要求
3.3.1水文地质钻探是以获取准确可靠的水文地质资料，满足地质设计要求，达到地质设计目的进行的，因此，要本着需要与可能的精神，在进行钻探设计和施工中采取切实可行的最优方法与工艺，满足地质设计要求。
同时，要努力提高地质、施工设计的准确程度，以便最大限度地减少因设计不当而造成的损失。
3.3.2在钻探工程施工的全过程中，都要始终贯彻“优质、高效、低耗、安全”和“质量第一”的原则，推广应用钻探新设备、新方法、新工艺，提高经济效益。
同时，在加强全面质量管理的活动中，既要反对单纯追求进尺，忽视工程质量的倾向，也要反对忽视安全和不注重经济效益，片面追求脱离实际可能或超越规程规范的技术要求。
3.3.3要搞好钻孔各项原始资料的记录与整理工作。
提交的资料必须真实、准确、可靠，对伪造钻孔原始资料数据者，必须严肃处理。
3.3.4从事水文地质及水井钻探的全体人员，必须认真学习和严格遵守本规程。
但本规程中有些条款只是一般性和原则性的规定要求，在贯彻执行时允许施工单位依据具体情况制订实施细则或补充规定。
此外，有关现场管理制度，可参照DZ/T0017和岩心钻探规程有关规定要求，结合各自的实际情况制订实施细则或补充规定。
4钻孔类型、结构与施工设计
4.1钻孔类型
4.1.1地质孔
通常只在小、中比例尺的区域水文地质普查中布置，一般要通过钻探取心进行地层描述和进行简易水文地质观测，但不进行抽水试验。
4.1.2水文地质孔
在各种比例尺的水文地质普查与勘探中布置，一般要进行单孔稳定流抽水试验，必要时要进行多（群）孔非稳定流抽水试验，以获取不同要求的水文地质参数，评价与计算地下水资源。
4.1.3探采结合孔
在各种比例尺的水文地质普查与勘探中均会遇到。
4.14观测孔
有抽水试验观测孔和长期观测孔（简称长观孔）两种，通常只在大、中比例尺的水文地质勘探中布置。
4.2钻孔（井）结构
4.2.1钻孔（井）结构，包括孔径、孔段和孔深，除地质孔外，井身结构应包括：
a.井管：
包括井壁管、过滤管、沉淀管的直径、孔段和深度。
b.填砾、止水与固井位置及深度。
4.2.2钻孔结构的确定：
是根据钻孔类型、水文地质条件、终孔直径及深度、钻进工艺方法、抽水方法及钻探设备等因素综合确定。
进行抽水试验的钻孔，其松散地层的钻孔直径要能满足根据预计出水量选用的过滤管直径和填砾间隙的要求；基岩钻孔直径则一般以满足根据预计出水量能下入之抽水设备口径要求或过滤管直径要求为依据确定。
在条件具备与可能时，要采用一径成井工艺；在松散、破碎、严重漏失等复杂地层应采用既护壁性能好又易于破壁解淤的优质泥浆钻进，争取少下或不下套管，以简化钻孔结构。
4.2.3典型钻孔（井）结构型式
4.2.3.1一径成孔（井）
除孔口管外，一径到底的钻孔，即一种口径、一道管柱的钻孔。
这类钻孔通常是较稳定的第四纪松散地层或基岩为主的水文地质钻孔、探采结合孔或观测孔。
有下井管、过滤管并填砾或不填砾及没有井管、过滤管的基岩裸孔等几种。
下井管、过滤管并填砾孔之孔径一般应比管子直径大150～200mm。
4.2.3.2多径成孔（井）
具有两个或两个以上变径孔段的钻孔，即多次变径，并用一套或多套管柱的钻孔。
通常是上部为第四纪松散层、下部为基岩或具有两个以上主要含水层的水文地质钻孔、探采结合孔及地质孔。
通常只在第四纪地层中下井管、过滤管并填砾或不填砾；基岩除破碎带、强烈风化带需下管外，一般为裸孔。
4.3钻探施工设计
4.3.1编制依据
水文地质钻探施工设计的编制是根据项目的水文地质设计书或项目委托计划任务书或合同的要求，在现场踏勘的基础上，按照现有的生产定额、材料消耗定额、人员和设备配备与费用定额等资料为依据进行编制，根据需要与可能，选用设备和选择最优施工方法与工艺，以确保工程质量和获取量佳的技术经济效益。
4.3.2主要内容
4.3.2.1施工项目的基本情况和设计依据
a.工区的地理位置、交通条件、地形地貌、气候和生活条件。
b.地质条件：
包括地层划分和岩石可钻性级别、地质构造和水文地质条件，着重说明影响钻探施工的主要地质因素。
c.施工目的与要求：
包括钻孔布置与工作量、工程质量指标、水文地质试验与观测要求等。
4.3.2.2钻探技术设计：
包括钻孔结构、冲洗介质、成井工艺及保证质量与安全的技术措施，并附典型钻孔结构设计图。
4.3.2.3供水、供电设计：
根据现场踏勘了解的当地水源条件，选择供水方法和设备；采用电力驱动时提出供电方法与要求。
4.3.2.4施工期限与费用预算：
根据项目要求，编制施工进度计划。
包括选择设备，确定施工组织形式、开动钻机台数、钻孔施工顺序调度安排及工期要求，进行技术经济指标测算并编制项目费用预算等。
4.3.3编制与审批
4.3.3.1根据设计要求，在施工单位总工程师的主持下，由地质、钻探技术人员共同编制。
4.3.3.2根据地质项目管理权限上报审批，即局（或下达任务的主管单位）管地质项目的施工设计，由施工单位审查后报上级审批；施工单位自管地质项目或承包工程项目的施工设计，由施工单位审批后报上级备案。
4.3.3.3在钻探施工中，如发现设计与实际情况不符时，应及时进行修订或补充，部局管项目凡关系到工作量与经费数量较大的修订要报上级批准。
4.3.4钻孔施工与设计
无论是预算内或预算外的地质项目，均应编制单孔施工设计。
单孔设计应包括地层理想柱状图、岩性及可钻性等级、钻孔结构、钻进工艺、成井工艺、工程质量指标及安全生产措施等。
5设备、仪器仪表的选择与设备的安装、拆卸与搬迁
5.1钻探设备选择
水文水井钻探设备的选择，主要根据水文地质条件、钻孔类型、钻孔结构、钻探方法等因素，结合现有设备状况，进行选择和配套。
目前用于施工的水文水井钻机主要机型及性能见表1。
5.2泵类设备的选择
泵类设备的选择主要根据钻进方法、钻孔结构、地下水位及出水量等条件合理选择。
钻探施工用工作泵（不含钻机的配套泵）型号及性能见表2。
抽水用泵型号及性能见表3。
5.3空压机选择
空压机的选择主要根据所需风量及风压来合理选择。
钻探施工及洗井用空压机的主要规格、性能见表4。
5.4钻探仪器、仪表选择
5.4.1测斜仪器的选择应根据钻孔类型、结构、精度要求及钻孔有否磁性干扰等因素进行选择。
仪器名称及性能见表5。
5.4.2钻进参数仪表的选择见表6。
5.5设备安装、拆卸与搬迁
5.5.1设备安装与拆卸
5.5.1.1基座安装必须稳固、水平、周正，并能承受全部负荷。
基座形式，应根据设备类型、钻孔结构及地基条件确定。
5.5.1.2钻塔底座安装采用水平尺找平。
钻塔安好后必须拉紧缘绳。
绷绳位置要对称，与地面夹角不得大于45。
。
钻塔各部位的连接要牢固，螺栓要拧紧。
5.5.1.3钻机安装时，采用单绳升降钻具者必须保证天车前缘切点（双绳升降钻具时为天车轴中心）、回转器（或转盘）中心、钻孔中心在同一条直线上。
5.5.1.4钻机、泥浆泵、动力机的机座与枕木或地梁要用螺栓连接牢固，各传动轴线必须平行对正，相互距离要适宜。
电机底座应设置调整皮带松紧的装置。
5.5.1.5车装钻机安装时，前后底梁的千斤顶支座必须支承在硬地或基枕木上，垫实加固，必要时浇注水泥墩加固。
轮胎要离开地面，不承载，并垫好不转动。
5.5.1.6电器设备必须安装在干燥、清洁的地方，严防油、水及杂物侵入，且固定牢靠，减少震动。
电器设备外壳应按技术要求，接好地线保护。
设备的动力线和照明线必须绝缘良好。
5.5.1.7安装和拆卸各类钻塔应遵循下列规定
a.所有安、拆塔工作必须在专人统一指挥下，有铁序地进行。
所有现场人员必须戴安全帽，上塔时系安全带。
拆卸钻塔时，安全带严禁系在被拆卸的钻塔附件上。
螺栓和工具要放入工具袋中。
b.建塔要从下到上分层安装，拆塔要从上到下逐层拆卸，不得上下两层同时作业。
严禁从塔上抛扔物件。
c.各类钻塔安装应按安装说明书的要求进行。
钻塔构件不准任意打眼、调换、少装、改装及焊接。
d.用机械或液压油缸起落钻架时，应首先检查好卷扬机制动装置或液压系统是否灵活可靠，并架起落要平稳，严禁猛起猛落。
起立到位后，要锁好固定卡销。
5.5.2设备的搬迁
5.5.2.1设备运输过程中，严禁人货混装。
5.5.2.2装卸过程中，要指定有经验的人员负责指挥，并采用必要的安全措施，以防设备翻倒毁物伤人。
5.5.2.3车装钻机和拖挂设备搬迁时，钻塔端部要固定在支架上。
拖挂设备的挂钩要挂牢，并检查挂钩的保险装置是否可靠，用保险绳固定牢靠。
必须按被拖挂设备说明书规定的时速运行。
表2常用工作泵
类型
型号
流量
m3/h
扬程
m
转速
r/mm
出水口直径
mm
额客功率
kW
生产厂家
砂浆泵
6BS
180
730
150
30
上海探矿机制厂
6英寸
280
16．3
630～680
147
乾安机械厂
射流
6SPS正反两用泵
正180
9．5
37～45
中国地质大学
（北京）
反225～100
60
Ф76/87正反循环两用泵
正108
22
反80
砂石泵
2PN
30～58
22～17
1450
11
石家庄水泵厂
自贡水泵厂
3PN
54～151
26～15
22
表3常用抽水泵
类型
型号
级数
流量
m3/h
扬程
m
转速
r/mm
出水口直径
mm
额客
功率
kW
机组径向最大尺寸mm
适用
井管
mm
泵管连接方式
生产厂家
潜水电泵
100Q15
4～0。
5
3．5～6
13．5～115
2850
4D
0.55～8
96
120
法兰盘连接
沈阳水泵厂
100Q14～6
14～27
4～6
58～145
1.5～4
98
广东惠东水泵厂
136QJ10。
5
6～15
10．5
44～110
50
5.7～13
131
150
150QJ（R）25
1～23
17．5～30。
5
1～190。
8
2900
80
1.2～15
145
沈阳水泵厂
200QJ50
2～15
50
26～195
2850
7.5～45
184
200
石家庄水泵厂
200QJ80
2～11
80
22～121
100
7.5～45
250QJ80
1～15
20～300
2870
7.5～110
223
250
250QJ125
1～12
125～140
16～192
125
9.2～110
300QJ200
2～7
200
40～140
2900
150
37～130
278
300
400QJ500
1～5
350～600
11～95
1450
30～160
377
405
沈阳水泵厂
多级深井泵
JD～16
3～24
10～490
25～92
1460～2900
5．8～73
92～390
螺纹连接
上海水泵厂
100～200JC
2～40
10～80
25～234
2940
5．5～37
北京密云水泵厂
250～400JC
2～15
80～550
21～156
1460
11～132
法兰盘连接
SD8～14
2～26
35～180
24～130
10～100
沈阳水泵厂
表4常用空气压缩机规格性能
设备类型
排气压力MPa
排气量
m3/min
动
力
机
压缩
型式
冷却
方式
装载
型式
动力机
功率
（HP）
机组
重量
t
主要
用途
备注
VY-6/7
0.7
6
柴
油
二级压缩
风冷
移动式
80
2．4
洗井
柳州
VY-9/7
9
120
2．8
3WY2-5/40
4.0
5
三级压缩
车装
108
5．5
气举反循环钻进
蚌埠
2VY（Ⅱ）6/15
1.5
6
活塞螺杆
移动式
上海
W-10/60
6.0
10
三级压缩
风冷
车装
移动式
220
6．6
蚌埠
LGⅡ20-10/7
0.7
10
回转螺杆
水冷
120
2．0
郑州
VHP400
1.2
11．5
风冷
180
3．0
上海
LGY20-14/10.5
1.05
14
单级螺杆
移动式
132
5．0
湘潭
VHP700
1.2
20
回转螺杆
286
4．1
气动潜孔锤钻进
上海
3W3.5-20/40
4.0
20
三级压缩
水冷
车装
350
蚌埠压缩机总厂
3WY3.5～25/7-25
进气：
7。
0
25
风冷
170
7（不含汽车）
排气：
25。
0
LGY25/16～20/15
2．5
1．6
20
25
两级螺杆
移动式
380
7．5
上海
表5常用测斜仪器的选择
仪器名称
适用条件
测量范围
工作机构
备注
顶角
方位角
电源
时钟
范围
误差
范围
误差
JXY-2型罗盘测斜仪
用于无磁性干扰，孔径大于75mm以上的钻孔，耐液压Mpa
0～30°
≤±1°
0～360°
4°～60°时，≤±4°
定时钟量长120min最短15min
上海地质仪器厂
30～60°
≤±2°
JJX-3测斜仪
用于无磁性干扰，直径为65mm以上的钻孔，井温不高于100℃，耐液压50MPa
0～50°
≤±30ˊ
4～360°
顶角2°～50°时，≤±4°
直流90V
JDL-1型陀螺测斜仪
用于磁性干扰孔，耐压20Mpa
0～30°
≤±30°
顶角≤±2°时，≤±5°
CQ-1型滋性定向测斜仪
用于孔深2000m以内，孔径在46mm以上的非磁性钻孔
0～90°
≤±1°
0～360°
≤±2°
工作时间最长110min最短10min，时差≤2min
成都工艺所
表6常用钻进参数仪表的选择
仪表名称
型号
用途
测量范围
误差
厂家
钻压表
LLB-8
测井底压力
0～8t
阜新仪器厂
LLB-12
0～12t
YC-2B
0～60t
＜20t时，±10kg，≥20t时，100kg
河南水文一队
泵压表
YK-100
测水泵压力
10MPa
宝鸡仪表厂
五参仪
SZY-3型
可随钻测得：
钻压转速、扭矩、泵量泵压五参数，掌握钻进情况，预防事故的发生
钻压：
0～5t，0～10t
转速：
0～600r/min
扭矩：
0～15kN·m
泵量：
600～2000L/min
泵压：
钻压3%
转速1%
泵量、泵压5%
七0四研究所等单位
6钻进方法选择、施工准备与开孔
6.1钻进方法与工艺选择
6.1.1应根据岩石的机械物理性质、可钻性、以及孔径、深度和施工条件，分别选择相适应的钻进方法，可参照表7选用。
6.1.2基岩地层应尽可能采用一次钻进成井工艺施工；第四纪地层，要求全部取心的钻孔，可采用常规口径（指公称口径等于或小于ф174mm的钻孔直径）钻进取心，大口径（指公称口径大于ф174mm的钻孔直径）扩孔成井工艺；只要求定深取样的钻孔，可采用不取心钻进工艺钻进，定深取样，一次钻进成井；不要求取心的钻孔，应采用不取心钻进工艺施工，一次钻进成井。
表7钻进方法选择
选用方法
名称
适用范围
优点
可钻性（级）
岩性及其他条件
牙轮钻性
1～10
第四纪松软地层及完整、破碎、臻密、研靡性岩石及卵砾石层均适用，常用于不取心钻
适用范围广、效率高，尤其在卵砾石及破碎地层钻进较其他回转钻进效果更好
硬质合金
钻进
常规口径
1～6
适用于第四纪松软地层及较致密、完整基岩钻进，不适用卵砾石层及破碎地层钻进
钻头加工容易，成本较低
大口径
1～4
钻粒钻进
常规口径
7～10
适用于基岩、漂砾、卵砾石层，尤其透用于大口径取心
钻进。
大裂隙、大漏失地层不宜使用
钻头加工容易，成本低，在漂砾卵石层用大岩心管取心钻进有良好效果
大口径
5～9
合金粘粒混合钻进
4～8
适用漂、卵砾石层及软硬交错地层钻进
钻进中具有合金和钻粒两种方法的特点
射流反循
环钻进
适用于第四纪松软地层钻进，孔深超过50m效率明显下降，可与气举反循环进行配套使用于浅孔段中钻进
设备简单，洗孔彻底，钻进安全效率高
泵吸反街环钻进
适用于第四纪地层浅忆、大口径孔钻进，孔深在100m内效果较好，须保证充足的施工用水，地水位浅3m时，不易护孔，砾径超过钻杆内径的卵石层不宜使用此方法钻进
冲洗液上返速度快、洗孔彻底钻效高，钻进安全，成本低，成井后易于洗井，出水量大
气举反循环钻进
适于第四纪砂土、砂粒层以及硬度不大的基岩大口径孔钻进，孔深大于10m开始使用，超过50m后方能发挥其高效特性须保证充足施工用水，地下水位浅于3m时不易护壁。
粘土层不宜使用
冲洗液上返速度快、洗孔彻底孔内干净，钻进效率高，安全，成井后洗井容易，出水量大
气动潜孔锤正循环钻进
5～12
适用于硬基岩及第四纪胶结、半胶结地层和卵、砾石层钻进，孔径不大于310mm，常用于不取心钻进。
尤其适用于缺水或供水困难地区钻进用
具有冲击和回转双重破岩作用孔底岩石受压小、钻郊高，成本低，且不污染含水层、成井后洗井容易，出不量大
气动潜孔锤反循环钻进
适用于坚硬基岩及第四纪胶结、半胶结地层和卵、砾石层钻进，钻孔直径不大于250mm，常用于不取心钻进。
尤其适于水或供水困难地区钻进用
具有正循环潜孔锤钻进全部优点；在不稳定地层中钻进护孔效果优于正循环钻进
液动冲击回转钻进
5～11
适用于坚硬基岩钻进，目前只在常规口径钻孔中使用，正在大口径中试验应用
具有冲击和回转重破岩作用；可以使用泥浆作部洗液护孔，不受水位限制，能在深孔钻进
钢绳冲击
钻进
1～5
适用于第四纪砂土、漂砾、卵砾石层及风化破碎基岩、大口径、浅孔、中深孔钻进，钻孔深度一般不超过200m
设备、钻具简单，成本低，在砂土、卵砾石层浅孔钻进有良好效果
满眼钻进
适于大口径深孔钻进；粗钻钻具处须安装扶正器，钻压应选用大于两次弯曲临界值或小于一次弯曲临界值
钻进中能使钻具保持稳定，能有效防止孔斜，钻进效率高
辐射井钻进
适于第四纪浅部含水层，大口径竖井中钻进
能沿含水层走向，按集水竖井四周不同方位、水平方向安设多组过滤管，扩大单井取水范围，提高单井供水能力
同步跟管钻进
适用于漂砾、流砂层、卵砾石层、冲积层等非稳定性覆盖层钻进，并须配备专用设备和工具
在极不稳定的地层中钻进，能有效地防止塌孔，保证安全钻进
注：
①浅孔：
指钻孔深度小于或等于100m的钻孔。
②中、深孔：
指钻孔深度大于100m到300m的钻孔。
③深孔：
指钻孔深度大于300m的钻孔。
6.2施工准备
6.2.1确定孔位
6.2.1.1根据地质设计要求，由地质（物探）、钻探技术人员到现场确定孔位，若条件允许时，可与当地建设规划与需要相结合确定，尽可能不占或少占耕地，并考虑施工方便。
6.2.1.2应了解施工现场地下电缆、管道以及地面高压电线分布情况，钻孔距地下埋设物的安全距离应大于5～10m。
6.2.1.3施工现场应保证“三通一平”（水、电、路通，地基平），并要求在钻塔起落范围内不得有障碍物。
6.2.2修建地基
6.2.2.1修建时必须考虑到地形、风向、雨季洪水的影响，并采取相应的安全措施。
6.2.2.2地基必须平整、坚实、适用，须采用填土修建时，必须进行打桩、夯实；塔基处填方面积不得大于塔基的1/4；深孔或在沼泽地区施工时，塔角和钻机底座地基宜采用水泥墩加固。
6.2.3制订钻孔生产计划措施
开钻前由地质和钻探部门共同下达钻孔设计书，机台应按照设计书要求，订出完成任务的计划和措施，并对泥浆材料、砾料、井管、钻具、油料等做相应准备。
6.2.4对现场的安全措施和设备安装以及测量仪表等要进行检查、试车，符合安全要求后才准开钻。
6.3开孔
6.3.1回转钻进开孔：
应采用短钻具和轻压慢转的方法钻进，遇松散层可
升级会员 