海带止水技术及其优点

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：使用海带止水时,要求钻孔的直径比止水套管大2～3级。操作时应迅速,防止海带中途膨胀。海带止水的最大优点是当拔起止水套管时,海带容易破坏,因而减少了起拔套管的阻力。其中水位压差法是用注水、抽水或水泵压水造成止水管内外差,使水位差增加到所需值,稳定半小时后,如水位波动幅度不超过0.1m时,则认为止水有效。

在水文地质钻探工作中,为了获取各含水层的水文地质资料和进行分层抽水试验,或为防止水质不良的含水层的地下水流入孔内,以及钻进时产生严重渗漏而影响正常工作,都必须进行止水工作。水文地质钻孔和供水钻孔的止水,一般均采用套管隔离,在止水的位置用止水材料封闭套管与孔壁之间的间隙。止水的部位应尽量选在隔水性能好以及孔壁较完整的孔段。

4.2.4.1 止水方法的选择

止水方法按不同的条件可分为:临时性止水和永久性止水,同径止水和异径止水,管外和管内止水等方法[1]。

止水方法的选择,主要取决于钻孔的类型(目的)、结构、地层岩性和钻探施工方法等多种因素。临时性止水应用于一个钻孔要对两个或两个以上含水层进行测试,或该目的层取完资料后并无保存钻孔的必要时所采用的止水方法。永久性止水则用于供水井中,主要作用是封闭含有害水质的含水层。一般管外异径止水的效果较好,且便于检查,但钻孔结构复杂,各种规格管材用量大,施工程序复杂,多实用于含水层研究程度较差的勘探试验孔。管外同径止水或管外管内同径联合止水方法,钻孔结构简单,钻探效率较高,管材用量较少,但止水效果检查不便,多用于大口径的勘探开采孔或开采孔止水[1]。

4.2.4.2 止水材料的选择

止水材料必须具备隔水性好、无毒、无嗅、无污染水质等条件,还应根据止水的要求(暂时或永久)、方法及孔壁条件来确定,以经济、耐用又性能可靠为原则。临时止水的材料常用海带、桐油石灰、橡胶制品等;永久止水材料常用黏土、水泥、沥青等永久性材料[1,2]。

1.海带

海带具有柔软、压缩后对水汽不渗透,遇水膨胀等性能(它遇水两小时内体积剧增,四小时后趋于稳定,膨胀后体积增大3～4倍)。多用于松散地层与完整基岩钻孔作临时性止水材料。选作止水的海带以厚、叶宽、体长者为佳。

使用海带止水时,要求钻孔的直径比止水套管大2～3级。先将海带编成密实的海带辫子,缠绕在止水套管的外壁上,长度为0.5～0.6m,最大直径应稍小于钻孔直径。海带束外部再包一层塑料网或纱布、棕皮等,两端用铁丝扎紧。下管时为防止海带束向上滑动,在海带束上端的套管上焊四条钢筋阻挡。操作时应迅速,防止海带中途膨胀。

海带止水的最大优点是当拔起止水套管时,海带容易破坏,因而减少了起拔套管的阻力。海带在异径止水的效果比较好。(https://www.chuimin.cn)

2.黏土

黏土因具有一定的黏结力和抗剪强度,经过压实后它具有不透水性,故在一些水头压力不高、流量不大的松散地层或基岩中作为止水材料。目前在松散地层的供水井永久性止水中普遍采用,其主要优点是操作方便,成本低,止水的效果可靠;其最大缺点是:止水时如被钻具碰动,就会失去止水效果。在碎屑岩破碎带以及水压大、流量大处不宜采用。

黏土止水一般是将黏土做成黏土球(直径30～40mm),经阴干(内湿外干)后,投入孔内止水。黏土球投入的厚度一般为3～5m。

3.水泥

水泥是硬性的胶凝材料,它在水中硬化,能将井管与井壁的岩石结合在一起,具有较高强度和良好的隔水性能,广泛用于钻探施工中的护壁、止水、堵漏、封孔等工序。

水泥止水的效果好,但成本高、固结慢,不能作暂时性止水。其操作也较复杂,在配制水泥浆时,需要考虑所使用的水泥类型、标号、强度,还需要确定适合的水灰比,控制凝结时间;在操作时还需要进行洗井、送浆方法等多个工序。

水泥的种类很多,可以根据具体情况进行选择或加入各种添加剂。在水泥浆被送入孔中前,应进行洗孔换浆,以排除钻孔内的岩屑,清洗孔壁上的泥皮和清除孔内的泥浆。最后利用泥浆泵把水泥浆泵入井管与孔壁之间。泵入的方法一般采用从钻孔井管内径特殊的接头流到井管外的环状空间中去,也可直接用钻杆向套管外灌注。

4.2.4.3 止水效果的检验

止水后,应采用水位压差法、泵压检查法、食盐扩散检查法或水质对比法等进行止水效果的检验。其中水位压差法是用注水、抽水或水泵压水造成止水管内外差,使水位差增加到所需值,稳定半小时后,如水位波动幅度不超过0.1m时,则认为止水有效。否则需找出原因,重新进行止水工作。

海带止水技术及其优点

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