水文地质钻探规程.docx
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水文地质钻探规程
中华人民共和国地质矿产行业标准
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
GBJ20地2基与基础工程施工及验收规范
GB980水8文水井钻探管材系列
GB980水9文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹
GB981水0文水井钻探用钻杆
BG981水1文水井钻探用钻铤
BG981水2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/T000水8文水井钻探用钻柱特种接头
DZ/T001工7程地质钻探规程
DZ/T005水5文水井钻探用硬质合金钻头
DZ/T005水6文水井钻探用三牙轮钻头
DZ/T005水7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
水方地质普查、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水下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进区行,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,要力努提高地质、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或祈规定此外有I现场管理制度可参照DZ/TOO和岩心钻擲程1关规定要,结合各自勺实际情况制订实潮则或补规定
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、中比例尺勺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
在各种比例尺勺水文地质普查与勘探中布置,一般进要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,以获取不同要勺求水文地质参数,评价与计算地下
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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隙间的要求;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、一道柱管的钻孔。
这类钻孔通常是较稳定的第四松纪散地层或基岩为主的水文地质钻孔、探结采合孔或观测孔。
有下井管、过滤
管并填或不舞及滝井管过濃的3岩裸孔等种。
下井管过管并:
砾孔迅径一应比1子直徵150S2OOmm
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。
通常是上部第为四纪松散层、下部为3岩或具有两个以主上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、滤过管并填砾或不填砾;3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设质计书或项目委托计划任务书或合同的要,求在现场踏勘的3础上,按照现有的生产额定、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3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水地源条件,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,均应编制单孔工施设计。
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,主根要据水文地质条件钻、孔类型、钻孔结构、钻探方法等因素,合结现有设备状况,进行选择和配套。
目前于用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)型号及性能表见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!
与拆卸
5.5.1.1基座裳必须!
固冰平、周正,并能承受部獅。
藝形式应欄设1类型、孔结槻地靈件確。
5.5.1.2钻塔J座安装采用济尺找平。
钻塔安好后须拉紧缘绳绷纟位置5对称,与地面夹不徐于45。
钻塔各I位的连要牢固螺栓要拧紧。
5.5.1.3钻机裳时采用单1升肅具者必须保天车!
缘切点双绳升I钻J时为萍轴中心回转器或专盘中心钻孔中丿在同一直线上
5.5.1.4钻机、泥浆泵动肌的桩与枕木或地梁用蜷连接牢固,各传埶线i须平行正,粧距麋适宜电概座嚴置调整带襟的装1。
5.5.1.5车装钻机安装时底!
的千斤顶支座须支T在硬域基林上垫实胭,必时浇注水泥墩加固轮胎墓开胸,不承,5垫好不转动。
5.5.1.6电器躡必彳安装在F燥、清洁的方,严防、水及繭侵入且虚牢靠减少震动电殻备寰应擞术!
求,接好地线保。
诲的动线和照明线、须I缘良好。
5.5.1.7安装和拆卸各钻应遵彳下列屣
a.所有安拆塔作必须在专人一指挥下,有铁地进行所劑场人必须戴全帽,上时系绘带拆卸钻时,安带严禁系被拆卸的钻塔m牛上螺栓和具要放入具袋中
b.建腰从下到上袈安装拆:
要从倒下逐层卸,不得苴两凰时作KJ禁从塔抛扔麟。
c.各谿塔裳应按装i明书顒求站。
钻塔件不!
任繭眼、调换、少装、改装及接。
d.用机械或溉油鉅落钻架时,应首先检查好卷机制b装戢液摩统否灵洒靠,架起藩平稳严鑑起鑰。
赶到位,要锁好固港销。
5.5.2设备的搬迁
5.5.2.1设备遍过種,礫人館装。
5.5.2.2装卸遷中要指蔺经?
的人J负责指挥并采用必團安全措施以防i备翻倒物伤人
5.523车装钻机和拖挂设徽迁时钻塔部要固定支I上。
拖挂i备的掏要挂,并懂挂钩的呆離置盾可靠用保绳固定牢。
必须按被拖挂设备1明书规的时速运行
表2常用工作泵
类型
型号
流量
n^h
扬程
m
转速
r/mm
出水口径
mm
额客功率
kW
生产厂家
砂浆泵
6BS
180
730
150
30
上海探机制厂
6英寸
280
163
634680
147
乾安机厂
射流
6SP正厕用泵
正180
9.5
3445
中国地大学
(北京)
反225^100
60
①76/8正反彳环两用(
正108
22
反80
砂石泵
2PN
30-58
22^17
1450
11
石家庄水厂
自贡水厂
3PN
54151
26-15
22
表3常用扌抽水泵
类
型
型号
级数
流量
n^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
44。
5
3.5-6
135~115
2850
4D
0.55^
96
120
法兰盘连接
沈阳水泵
厂
100Q16
14-27
4^6
58-145
1.5-4
98
广东惠东
水泵厂
136QJ15
6-15
105
44-110
50
5.7-13
131
150
150QJR25
1^23
175-3Q5
1-1908
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
2(-300
2870
7.5-110
223
250
250QJ125
1-12
12-140
16-192
125
9.2〜110
300QJ200
24
200
4(-140
2900
150
37-130
278
300
400QJ500
1^5
35-600
11-95
1450
3(-160
377
405
沈阳水泵
厂
多级深井泵
JD-16
3^24
10-490
25-92
146-2
900
5.8〜73
9-390
螺纹
连接
上海水泵
厂
1O0-2OOJC
270
10-80
25-234
2940
5.5-37
北京密云
水泵厂
25&400JC
275
80-550
21-156
1460
11-132
法兰盘连接
SD814
2^26
35-180
24-130
1(—100
沈阳水泵
厂
仪表名称型号
表4常用空气压缩机规格性能
设备类型
排气压zMPa
排气量
rtan
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
二级压缩
移动式
80
2.4
洗井
柳州
VY-9/7
9
风冷
120
2.8
3WY2-5/40
4.0
5
三级压缩
车装
108
5.5
蚌埠
2VO0/15
1.5
6
活塞螺杆
移动式
气举
上海
W-10/60
6.0
10
柴
三级压缩:
风冷
车装
移动式
220
6.6
反循
蚌埠
LGI20-10/7
0.7
10
回转螺杆
水冷
120
2.0
环钻
郑州
VHP400
1.2
115
180
3.0
进
上海
LGY20-14/10.5
1.05
14
油
单级螺杆
风冷
移动式
132
5.0
湘潭
VHP700
1.2
20
回转螺杆:
286
4.1
上海
3W3.5-20/40
4.0
20
三级压缩
水冷
350
气动匚潜孔
锤钻
进
蚌埠
3WY3tQ5/7-25
进气:
。
0
排气:
250
25
风冷
车装
170
7(不含汽
车)
压缩机总厂
LGY25/120/15
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-型罗盘测
斜仪
用于无磁性干扰,孔径大
75mm上勺钻孔耐液EMpa
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
<」
3(—60
w±°
JJX-3K斜仪
用于无磁性干扰,直径为
65mm上的钻孔,井温不
于10®,耐液压50MPa
勺
{高50
w±30/
4—360
顶角2°〜50°
时,<±
直
流
90
V
JDL-型卩螺测
斜仪
用于磁干扰孔耐压?
0Mp,
a0—30
<±30
顶角<±时,
±5°
CQ-型滋性定向测斜仪
用于孔深000以內孔径
在46mim上的讚性钻L
070
<±1°
0-360
<±2
工作时间最长
110min最短
10m,时差<
2min
一成都工艺所
表6常用钻进参数仪表的选择
LLB-12
0-12t
YC-2B
W0t
v20t时,±10kg》20t时,100kg
河南水文队
泵压表
YK-100
测水泵压
10MPa
宝鸡仪表
五参仪
SZY-型
可随钻测得:
钻压转速、扭矩量泵压五参数,掌握钻进情况防事故发生
钻压:
0-5t,070t巨转泵:
W00r/min见,预:
CM5kNm
泵量:
600-2000L/min
泵压:
钻压3%
转速1%
泵量、3压5%
七0四砺所寧位
6钻进方法选择施工准备与开孔
6.1钻肪法皇艺齋
6.1.1应根据萄的机械物3性质、可钻性以及径、渡和施条件分魁择樋应
的钻进法,彥照表选用
6.1.2基岩地厲尽可能采J一次钻进成扭艺施工第四E地层要5全部恥的钻L,
可采用规口径指公椒径等或/于074m的钻孔直径钻瞰心,大口径指公称径大于174mW孔直径扩孔成井工艺只要定深取样的钻1,1采用不取钻进工艺钻进定激样,一次謎成井不靈取心的孔,应采J不取丿钻进逆施工一次进成井
表7钻进方法选择
选用方法名称
适用范围
优点
可钻性级)
岩性及他条件
牙轮钻性
170
第四纪软地J及完整破碎、臻密、研靡f岩石及砾石圜适用,常用于取心钻
适用范围广、效率高,尤其在卵砾石及破碎地层钻进较他转钻遨果更好
硬质合金
钻进
常规口径
1^6
大口径
17
适用于第四纪松软地层及较致密、完整基岩钻进,不适破碎地钻进
用卵头石S及成本较低
钻粒钻进
常规口径
770
大口径
5^9
适用于岩、漂砾!
砾石层尤1透用沃口径心钻进。
大隙、大漏失地层蛋使用
钻头加工容易,成本低,在漂砾卵石层用大岩
心管取钻进有1好效果
合金粘粒混合钻进
4-8
适用漂卵砾翟及软硬交織层■进
钻进中具合鈿钻牺种T法的糠
射流反循
环钻进
适用于第纪松软地麗进孔深逼50m效率明显降,可与气举反循环行配套!
用我孔段中钻进
设备简单洗孔彻底,钻进安全效犒
泵吸反街环
钻进
适用于第纪堰浅忆大口径弼进孔深在100r内效果较好须保证充足施湖水地T位浅3m寸,不勇孔砾径逼钻衲径的卵石不宜{用此方钻进
冲洗液上返速度快、洗孔彻底钻效高,钻进安全,成本,粛后J于洗井岀糧大
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于10开始使用超过0m后方能发挥其徹特性保证充施:
用水,地水位滝3n时不易捶。
粧层殖使用
钻进,孔深大
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/洗井霞,出水量大
气动潜孔锤
正循环进
5-12
适用于硬基岩及第四纪胶结、半胶结地层和卵、砾石层大于310mn常用于不取心钻进。
尤其适用于缺水或供水进用
钻进(冲击和回转双重破岩作用孔底岩石受压困难地区钻高,成本低,且不污染含水层、成井后洗井易,环量大
气动潜孔锤
反循环进
适用于坚硬基岩及第四纪胶结、半胶结地层和卵、砾石直径不大于50mm常用于不取心钻进。
尤其适于水或供水钻进用
层钻进,钻孔
具有正循环潜孔锤钻进全部优点;在不稳定地'层中钻护孔效果优丑循琳进
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,试验应用
正在有冲口径中回转重破岩作用;可以使用泥浆作部洗液孔,菠水位限制,能在深孔钻进
钢绳冲击
钻进
1^5
适用于第纪砂土漂砾卵砾石專风做碎基岩大口径浅孔、中深孔进,钻孔深變般1超过200m
设备、钻具简单,成本低,在砂土、卵砾石层浅孔钻进良嫩果
满眼钻进
适于大口径深孔钻进;粗钻钻具处须安装扶正器,钻压次弯曲界值或、于飲弯临界值
应选用中能使占占具保持稳定,能有效防止孔斜,钻进效率
辐射井进
适于第纪浅1含水层大径竖井钻进
能沿含水层走向,按集水竖井四周不同方位、水平方向设多&过濃,扩大单5取水溷,提高单井水能力
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须配备专设备A工具
盖在极不稳勺并层中钻进育有效聯止塌L,保证安钻进
注:
①浅孔指钻L深I小于或等于100的钻孔。
2中、丫孔:
髓孔渡大于00到300的钻孔。
3深孔指钻蘇度大F300r的钻孔
6.2施工准备
6.2.1确定孔位
6.2.1.1根据憑设I要求,由地质物探、钻探技人J到现:
确定位,捺件笳时,与当键设规划与讓相纟合确定尽可不占或占耕地垮虑施方便
6.2.1.2应了解施工场地1电缆詹道殴地面高电线分布熾,钻L距地下埋谢的安距离匱于5M0m
6.2.1.3施工3场应傩“通一平(水电、路通地基),并要求在&塔盤范0内不得有碍物
6.2.2修建地基
6.2.2.1修建时、须穗到城、风向、曜洪水影响,并采取相应按全撬。
6.2.2.2地基、须擊、!
实、适用须采用填土修时,必须站打桩夯实塔藝填方积不徐于:
基的1/4;深L或在沼泽地区工时,塔角和钻机J座地蕴采J水泥墩加固
6.2.3制订钻9生产I划措施
开钻i由地质和钻探部门媳下谢孔设计书,机应i照设谦要求订完成借的计和措施并对泥浆材料礪、井T、钻具油料等做应准备
6.2.4对现场按全措施和蹋安装以及灑仪表要进髄查、试车,符合5全要求后才准钻。
6.3开孔
6.3.1回转钻讲孔应采用短鎳和轻压转的方法进遇檄层胡优旋浆护孔对Z龙头稿压騰要J绳牵戴用导装置将扶正钻进过程要用升I机将动钻杆吊直防止主动钻杆倾斜摆动
6.3.2冲击钻讲孔:
首先彳钻具起对位找正钻孔心,开挖孔口坑然后彳钻具!
放到孔坑内用短濯、单中次击钻进放绳5准确、适量,保持鎳垂1冲击钻进,防止钻具动伤人和褻孔斜
6.3.3开孔钻进、须加强护孔A防斜措施,防止孔口塌和确钻锤直莊易塌的表悬开孔可!
用粘土入孔护壁待钻易塌表层后应下孔口管其底部和周用粘土填、扌实,不得有漏。
6.3.4开孔钻进深度,一般I超过莺钻斷用粗径具懐后才准改用正常的工黏进。
7正循环回转钻进
7.1基技求
7.1.1根据钻3直径蘇度避合I的钻具级配,具的规格盧和技术要:
应符合GB9808-9和D2Z/T00标8准
7.1.2钻进时杆在9内位费定期倒换,浅孔可抽换下深!
宜用扌中间换两头的方法交使用钻孔J径时应使牒径嗣钻具进,痢钻異3-5m
7.1.3钻进拟作抽水谧或观测的体层时不准孔内投入粘土代替濺护壁
7.1.4钻进中瑕宜采用钻蹶压,并应關钻压表合3控制1压。
7.1.5每回次钻进,在&
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