摘要：在粉細砂地層鑿井時，經(jīng)常碰到兩個問題，一是涌砂，二是出水量逐年減少。為了解決上述問題，菏澤水務(wù)局在牡丹區(qū)東南片區(qū)進行了不斷的探索，也付出了較大的代價，終于找到了問題的癥結(jié)和解決的辦法。經(jīng)過多年來的實踐，總結(jié)出選用填礫過濾器是防止涌砂，確保機井出水量的一種好的濾水結(jié)構(gòu)形式，而濾料的類型、控制標準厚度則是保證成井質(zhì)量的關(guān)鍵因素，安裝水泵時，泵頭避開濾水管對防止涌砂，延長機井使用壽命也非常重要。

關(guān)鍵詞：粉細砂地層鑿井濾水結(jié)構(gòu)控制標準

在粉細砂地層鑿井研究中，該水務(wù)局多年來碰到的兩個問題，一是鑿沙量的超標，久而久之就造成井壁坍塌，機井報廢；二是單井出水量小，隨著時間的延長，出水量逐漸減少后，就會出現(xiàn)干涸的現(xiàn)象。綜上所述的兩個問題所帶來的困擾，已經(jīng)嚴重阻礙著該類地區(qū)的地下水的開采和鹽堿土的改良。為此，該水務(wù)局需要進行不懈地努力，以此付出了很大的代價。經(jīng)過不斷地探索和分析，基本上也找到了一些造成失誤的原因和解決的途徑。對這些原因該水務(wù)局進行歸納，成為以后工作需要的一定的經(jīng)驗。

在進行鑿井的時候，選擇好鉆機非常重要，因為鑿井機的選擇是機井建設(shè)的在一個重要環(huán)節(jié)。選取正確的鉆機會增加進度，減少事故的發(fā)生。其次，就是選用合理的泥漿比重，這樣在進行粉細砂地層鑿井的時候，為了防止井孔坍塌，必須用泥漿進行固壁工作。其中，有的井隊為了安全操作，一般所用泥漿比重偏大。而成井后井壁上就會形成很厚的泥皮，給洗井帶來了很大的困難。如果換漿不夠徹底的話，井孔下部的泥漿沉積較多的時候就會造成濾料下沉困難。最后，要能夠準確的判斷地層的巖性。因為，在進行鑿井的時候，如果地層巖性判斷失誤，就會影響成井質(zhì)量。為此，要想做到判斷準確，就需要取樣按照規(guī)定的要求適當加密，這樣才能根據(jù)判斷的數(shù)據(jù)進行分析。

在第四系粉細砂地層中施工水文水井，存在著很多不同程度的出砂問題。而水井出砂將會縮短其使用的壽命，在進行抽水的過程中，加劇抽水就會造成抽水設(shè)備的磨損，出砂嚴重時還會導(dǎo)致水井報廢。因此根據(jù)該水務(wù)局在近20年的生產(chǎn)實踐中的觀察和分析，可以不斷改進成井技術(shù)，使擋砂濾水方面有較大的成效。

1 問題的提出

為了保證粉細沙地層供水管井的使用壽命，在進行管井設(shè)計的時候大多數(shù)采用的井孔直徑為0.70~0.85m，濾料的填礫厚度為200～250mm。在進行施工的時候所選用的水井鉆機型號一般都是（SPJ-300），但是在成孔作業(yè)的時候還是會存在以下幾個方面的問題：①對鉆井底盤進行改造的時候，因受轉(zhuǎn)盤通孔尺寸的限制，可以前后移動轉(zhuǎn)盤讓開孔口；②采用擴孔工藝進行成孔的時候，就會造成成孔時間的延長；③粉細砂地層的穩(wěn)定性較差，鉆井過程中如果多次進行擴孔就會產(chǎn)生坍塌事故的發(fā)生；④如果井孔直徑較大，就需要采用BW600/30型泥漿泵以正循環(huán)的方式進行排渣，然后在進行孔內(nèi)的循環(huán)，當泵量存在明顯的不足后，就會延長排渣時間；⑤由于泥漿中含有大量的粉細砂，就會因為沉淀性差導(dǎo)致循環(huán)過程中對泵的活塞以及缸套造成的磨損，需要經(jīng)常進行更換，費時又費力。

而能否使用工程鉆機進行成孔作業(yè)，需要進行校對和確定鉆機設(shè)備在扭矩、鉆壓、轉(zhuǎn)速以及鉆桿強度和進尺、泵量和鉆具等方面的數(shù)據(jù)。按照《巖土工程施工方法》中所介紹的有關(guān)公式，對這些工具的相關(guān)參數(shù)進行計算。在進行成井工作完成過程中，可以根據(jù)表1的鉆機性能對照表查看。

表1鉆機性能對照

■

2 鉆頭的選用及作用

考慮到粉細砂地層比較松散，在進行鉆井的時候需要大量的怕渣，而鉆頭也需要具備較大的環(huán)狀間隙，這樣有利于泥漿的循環(huán)。因此，需要選用結(jié)構(gòu)簡單、強度較大但是鉆頭重量輕的四翼單腰帶鉆頭。而鉆頭的中心角越大，在破土的時候阻力就越大，中心角越小的時候，破土的阻力就越小。

3 鉆進參數(shù)的確定

3.1 鉆壓 鉆壓通常是根據(jù)地層的條件、設(shè)備能力和鉆頭的類型等眾多要素構(gòu)成的。其中主要是以硬質(zhì)合金刀片進行巖土的破碎工作的，這樣也不會以過快的磨損為原則的。為了延長鉆頭的使用壽命，需要對鉆頭的選用進行改進?？梢圆捎?0塊螺栓連接的合金板，在每塊合金板上鑲嵌焊接八角合金10粒，還要共用合金100粒。因為，考慮到粉細砂的地層比較松軟，在進行鉆進的時候可以采用油壓減壓等方法進行鉆井工作，這時候的鉆進壓力需要保持在20～30 kN。

3.2 轉(zhuǎn)速 在進行轉(zhuǎn)速的時候，可以根據(jù)相關(guān)的鉆探資料進行分析，不難看出大口徑的回轉(zhuǎn)鉆井一般在砂土層或軟巖層工作的時候，鉆頭的外緣線速度需要保持在1.5~2.5m/s時最佳，故可由鉆頭直徑和鉆頭外刃速度按下式計算得其轉(zhuǎn)速：n=60v/πD=33.7～56.2r/min。

3.3 泵量的控制 因為成孔口徑較大，在鉆井的時候就需要采用正循環(huán)的方式進行，這樣才能保證將鉆井產(chǎn)生的鉆渣從孔底排放到地表，滿足鉆頭環(huán)空間攜帶鉆渣上返的速度。從理論上也能看得出，在這個上返速度的過程中，非固結(jié)地時候速度需要保持在0.17m/s為最佳，不然很容易發(fā)生坍塌的事故，而當固結(jié)地為0.2～0.3m/s的時候，則不利于鉆渣的排出。

4 泥漿的制備和處理

可以用膨潤土加水加NaOH制備，對水沒要求。而泥漿用的時間長短要看孔內(nèi)情況，時間長了孔內(nèi)的砂子會沉淀到泥漿池內(nèi)，需要清理，這樣比重不會變小，會變大。

5 清孔時間的計算

對粉細砂地層鉆井過程進行清孔的時候，由于泥漿中攜帶的粉細砂量較大，就會造成沉淀緩慢，井管下不到底。為了改善這一問題，在進行鉆孔深度設(shè)計的時候，就需要從泥漿的比重等方面出發(fā)考慮。還需要對終孔及清孔換漿槽孔等進行自檢，這樣主要是為了保證孔內(nèi)的水位應(yīng)該保持在地下水位或河流水位1.50~2m以上，這樣能夠防止鉆孔出現(xiàn)坍塌；還要將護筒壁的泥漿清理干凈，并將孔底的鉆渣及泥沙等沉淀物都要清除干凈。而清孔換漿結(jié)束后，方可進行下一道工序的作業(yè)。

6 實際例子

通過上述的問題進行對比和計算不難看出，為了能夠便于針對施工中可能發(fā)生的一些問題，就需要提前制定出相應(yīng)的措施進行問題的處理。在鉆井時，可以根據(jù)對不同地層進行的觀察和分析對孔口泥漿中的含沙量進行測定，發(fā)現(xiàn)含沙量的變化和鉆機的負荷情況。通過對該變化進行電流表數(shù)值進行確定，以此對鉆井參數(shù)的合理性進行調(diào)整，使之保持穩(wěn)定發(fā)展。

在開孔初期和鉆到孔壁不穩(wěn)定的沙土地層的時候，需要通過對分流閥的泵量進行調(diào)整，才能使泵量速度得以控制，這樣才能夠給泥漿護壁留有一定的時間進行工作，同時在一定程度上還能提高泥漿的比重黏度，也能夠增強排渣互補等能力，使參數(shù)得到更好地控制，以此保證工程鉆機能夠順利完成水井施工，也相對提高鉆機設(shè)備及鉆具的利用率，增強市場的參與競爭。

7 結(jié)束語

粉細砂地層沉降控制經(jīng)驗和教訓(xùn)需要在施工過程中重視粉細砂地層的風險分析，因為粉細砂地層的靈敏度比黏土地層更高特別是在對建構(gòu)筑物的影響上，所以對粉細砂地層的問題有待進一步研究分析，完善此類施工技術(shù)對以后的施工具有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]孫長華.對提高淮北地區(qū)機井灌溉效益的幾點建議[J].治淮，2000(05).

[2]重慶探礦機械廠.GQ-15 型鉆機使用說明書[R].重慶：重慶探礦機械廠，2008.

[3]劉國忠，謝寅黨，明萬才.提高井灌工程系統(tǒng)效率的研究[J].黑龍江水專學報，2005(03).

[4]賈先軍.淺談如何提高機電井工程系統(tǒng)的效率[J].水利科技與經(jīng)濟，2006(06).

[5]中國有色金屬工業(yè)總公司.巖土工程施工方法[M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1990.

[6]李景文.細粒含水層中農(nóng)用井濾水結(jié)構(gòu)的改進[J].陜西水利，1991(06).

[7]李忠.機電井出現(xiàn)涌砂的兩個主要原因[J].水利天地，2004(11).

[8]一項新成井工藝在新疆農(nóng)七師試驗成功[J].新疆水利，1995(05).

作者簡介：

李芳慶（1969-），男，山東菏澤人，工程師，研究方向：農(nóng)田水

利。

endprint

摘要：在粉細砂地層鑿井時，經(jīng)常碰到兩個問題，一是涌砂，二是出水量逐年減少。為了解決上述問題，菏澤水務(wù)局在牡丹區(qū)東南片區(qū)進行了不斷的探索，也付出了較大的代價，終于找到了問題的癥結(jié)和解決的辦法。經(jīng)過多年來的實踐，總結(jié)出選用填礫過濾器是防止涌砂，確保機井出水量的一種好的濾水結(jié)構(gòu)形式，而濾料的類型、控制標準厚度則是保證成井質(zhì)量的關(guān)鍵因素，安裝水泵時，泵頭避開濾水管對防止涌砂，延長機井使用壽命也非常重要。

關(guān)鍵詞：粉細砂地層鑿井濾水結(jié)構(gòu)控制標準

在粉細砂地層鑿井研究中，該水務(wù)局多年來碰到的兩個問題，一是鑿沙量的超標，久而久之就造成井壁坍塌，機井報廢；二是單井出水量小，隨著時間的延長，出水量逐漸減少后，就會出現(xiàn)干涸的現(xiàn)象。綜上所述的兩個問題所帶來的困擾，已經(jīng)嚴重阻礙著該類地區(qū)的地下水的開采和鹽堿土的改良。為此，該水務(wù)局需要進行不懈地努力，以此付出了很大的代價。經(jīng)過不斷地探索和分析，基本上也找到了一些造成失誤的原因和解決的途徑。對這些原因該水務(wù)局進行歸納，成為以后工作需要的一定的經(jīng)驗。

在進行鑿井的時候，選擇好鉆機非常重要，因為鑿井機的選擇是機井建設(shè)的在一個重要環(huán)節(jié)。選取正確的鉆機會增加進度，減少事故的發(fā)生。其次，就是選用合理的泥漿比重，這樣在進行粉細砂地層鑿井的時候，為了防止井孔坍塌，必須用泥漿進行固壁工作。其中，有的井隊為了安全操作，一般所用泥漿比重偏大。而成井后井壁上就會形成很厚的泥皮，給洗井帶來了很大的困難。如果換漿不夠徹底的話，井孔下部的泥漿沉積較多的時候就會造成濾料下沉困難。最后，要能夠準確的判斷地層的巖性。因為，在進行鑿井的時候，如果地層巖性判斷失誤，就會影響成井質(zhì)量。為此，要想做到判斷準確，就需要取樣按照規(guī)定的要求適當加密，這樣才能根據(jù)判斷的數(shù)據(jù)進行分析。

在第四系粉細砂地層中施工水文水井，存在著很多不同程度的出砂問題。而水井出砂將會縮短其使用的壽命，在進行抽水的過程中，加劇抽水就會造成抽水設(shè)備的磨損，出砂嚴重時還會導(dǎo)致水井報廢。因此根據(jù)該水務(wù)局在近20年的生產(chǎn)實踐中的觀察和分析，可以不斷改進成井技術(shù)，使擋砂濾水方面有較大的成效。

1 問題的提出

為了保證粉細沙地層供水管井的使用壽命，在進行管井設(shè)計的時候大多數(shù)采用的井孔直徑為0.70~0.85m，濾料的填礫厚度為200～250mm。在進行施工的時候所選用的水井鉆機型號一般都是（SPJ-300），但是在成孔作業(yè)的時候還是會存在以下幾個方面的問題：①對鉆井底盤進行改造的時候，因受轉(zhuǎn)盤通孔尺寸的限制，可以前后移動轉(zhuǎn)盤讓開孔口；②采用擴孔工藝進行成孔的時候，就會造成成孔時間的延長；③粉細砂地層的穩(wěn)定性較差，鉆井過程中如果多次進行擴孔就會產(chǎn)生坍塌事故的發(fā)生；④如果井孔直徑較大，就需要采用BW600/30型泥漿泵以正循環(huán)的方式進行排渣，然后在進行孔內(nèi)的循環(huán)，當泵量存在明顯的不足后，就會延長排渣時間；⑤由于泥漿中含有大量的粉細砂，就會因為沉淀性差導(dǎo)致循環(huán)過程中對泵的活塞以及缸套造成的磨損，需要經(jīng)常進行更換，費時又費力。

而能否使用工程鉆機進行成孔作業(yè)，需要進行校對和確定鉆機設(shè)備在扭矩、鉆壓、轉(zhuǎn)速以及鉆桿強度和進尺、泵量和鉆具等方面的數(shù)據(jù)。按照《巖土工程施工方法》中所介紹的有關(guān)公式，對這些工具的相關(guān)參數(shù)進行計算。在進行成井工作完成過程中，可以根據(jù)表1的鉆機性能對照表查看。

表1鉆機性能對照

■

2 鉆頭的選用及作用

考慮到粉細砂地層比較松散，在進行鉆井的時候需要大量的怕渣，而鉆頭也需要具備較大的環(huán)狀間隙，這樣有利于泥漿的循環(huán)。因此，需要選用結(jié)構(gòu)簡單、強度較大但是鉆頭重量輕的四翼單腰帶鉆頭。而鉆頭的中心角越大，在破土的時候阻力就越大，中心角越小的時候，破土的阻力就越小。

3 鉆進參數(shù)的確定

3.1 鉆壓 鉆壓通常是根據(jù)地層的條件、設(shè)備能力和鉆頭的類型等眾多要素構(gòu)成的。其中主要是以硬質(zhì)合金刀片進行巖土的破碎工作的，這樣也不會以過快的磨損為原則的。為了延長鉆頭的使用壽命，需要對鉆頭的選用進行改進。可以采用10塊螺栓連接的合金板，在每塊合金板上鑲嵌焊接八角合金10粒，還要共用合金100粒。因為，考慮到粉細砂的地層比較松軟，在進行鉆進的時候可以采用油壓減壓等方法進行鉆井工作，這時候的鉆進壓力需要保持在20～30 kN。

3.2 轉(zhuǎn)速 在進行轉(zhuǎn)速的時候，可以根據(jù)相關(guān)的鉆探資料進行分析，不難看出大口徑的回轉(zhuǎn)鉆井一般在砂土層或軟巖層工作的時候，鉆頭的外緣線速度需要保持在1.5~2.5m/s時最佳，故可由鉆頭直徑和鉆頭外刃速度按下式計算得其轉(zhuǎn)速：n=60v/πD=33.7～56.2r/min。

3.3 泵量的控制 因為成孔口徑較大，在鉆井的時候就需要采用正循環(huán)的方式進行，這樣才能保證將鉆井產(chǎn)生的鉆渣從孔底排放到地表，滿足鉆頭環(huán)空間攜帶鉆渣上返的速度。從理論上也能看得出，在這個上返速度的過程中，非固結(jié)地時候速度需要保持在0.17m/s為最佳，不然很容易發(fā)生坍塌的事故，而當固結(jié)地為0.2～0.3m/s的時候，則不利于鉆渣的排出。

4 泥漿的制備和處理

可以用膨潤土加水加NaOH制備，對水沒要求。而泥漿用的時間長短要看孔內(nèi)情況，時間長了孔內(nèi)的砂子會沉淀到泥漿池內(nèi)，需要清理，這樣比重不會變小，會變大。

5 清孔時間的計算

對粉細砂地層鉆井過程進行清孔的時候，由于泥漿中攜帶的粉細砂量較大，就會造成沉淀緩慢，井管下不到底。為了改善這一問題，在進行鉆孔深度設(shè)計的時候，就需要從泥漿的比重等方面出發(fā)考慮。還需要對終孔及清孔換漿槽孔等進行自檢，這樣主要是為了保證孔內(nèi)的水位應(yīng)該保持在地下水位或河流水位1.50~2m以上，這樣能夠防止鉆孔出現(xiàn)坍塌；還要將護筒壁的泥漿清理干凈，并將孔底的鉆渣及泥沙等沉淀物都要清除干凈。而清孔換漿結(jié)束后，方可進行下一道工序的作業(yè)。

6 實際例子

通過上述的問題進行對比和計算不難看出，為了能夠便于針對施工中可能發(fā)生的一些問題，就需要提前制定出相應(yīng)的措施進行問題的處理。在鉆井時，可以根據(jù)對不同地層進行的觀察和分析對孔口泥漿中的含沙量進行測定，發(fā)現(xiàn)含沙量的變化和鉆機的負荷情況。通過對該變化進行電流表數(shù)值進行確定，以此對鉆井參數(shù)的合理性進行調(diào)整，使之保持穩(wěn)定發(fā)展。

在開孔初期和鉆到孔壁不穩(wěn)定的沙土地層的時候，需要通過對分流閥的泵量進行調(diào)整，才能使泵量速度得以控制，這樣才能夠給泥漿護壁留有一定的時間進行工作，同時在一定程度上還能提高泥漿的比重黏度，也能夠增強排渣互補等能力，使參數(shù)得到更好地控制，以此保證工程鉆機能夠順利完成水井施工，也相對提高鉆機設(shè)備及鉆具的利用率，增強市場的參與競爭。

7 結(jié)束語

粉細砂地層沉降控制經(jīng)驗和教訓(xùn)需要在施工過程中重視粉細砂地層的風險分析，因為粉細砂地層的靈敏度比黏土地層更高特別是在對建構(gòu)筑物的影響上，所以對粉細砂地層的問題有待進一步研究分析，完善此類施工技術(shù)對以后的施工具有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]孫長華.對提高淮北地區(qū)機井灌溉效益的幾點建議[J].治淮，2000(05).

[2]重慶探礦機械廠.GQ-15 型鉆機使用說明書[R].重慶：重慶探礦機械廠，2008.

[3]劉國忠，謝寅黨，明萬才.提高井灌工程系統(tǒng)效率的研究[J].黑龍江水專學報，2005(03).

[4]賈先軍.淺談如何提高機電井工程系統(tǒng)的效率[J].水利科技與經(jīng)濟，2006(06).

[5]中國有色金屬工業(yè)總公司.巖土工程施工方法[M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1990.

[6]李景文.細粒含水層中農(nóng)用井濾水結(jié)構(gòu)的改進[J].陜西水利，1991(06).

[7]李忠.機電井出現(xiàn)涌砂的兩個主要原因[J].水利天地，2004(11).

[8]一項新成井工藝在新疆農(nóng)七師試驗成功[J].新疆水利，1995(05).

作者簡介：

李芳慶（1969-），男，山東菏澤人，工程師，研究方向：農(nóng)田水

利。

endprint

摘要：在粉細砂地層鑿井時，經(jīng)常碰到兩個問題，一是涌砂，二是出水量逐年減少。為了解決上述問題，菏澤水務(wù)局在牡丹區(qū)東南片區(qū)進行了不斷的探索，也付出了較大的代價，終于找到了問題的癥結(jié)和解決的辦法。經(jīng)過多年來的實踐，總結(jié)出選用填礫過濾器是防止涌砂，確保機井出水量的一種好的濾水結(jié)構(gòu)形式，而濾料的類型、控制標準厚度則是保證成井質(zhì)量的關(guān)鍵因素，安裝水泵時，泵頭避開濾水管對防止涌砂，延長機井使用壽命也非常重要。

關(guān)鍵詞：粉細砂地層鑿井濾水結(jié)構(gòu)控制標準

在粉細砂地層鑿井研究中，該水務(wù)局多年來碰到的兩個問題，一是鑿沙量的超標，久而久之就造成井壁坍塌，機井報廢；二是單井出水量小，隨著時間的延長，出水量逐漸減少后，就會出現(xiàn)干涸的現(xiàn)象。綜上所述的兩個問題所帶來的困擾，已經(jīng)嚴重阻礙著該類地區(qū)的地下水的開采和鹽堿土的改良。為此，該水務(wù)局需要進行不懈地努力，以此付出了很大的代價。經(jīng)過不斷地探索和分析，基本上也找到了一些造成失誤的原因和解決的途徑。對這些原因該水務(wù)局進行歸納，成為以后工作需要的一定的經(jīng)驗。

在進行鑿井的時候，選擇好鉆機非常重要，因為鑿井機的選擇是機井建設(shè)的在一個重要環(huán)節(jié)。選取正確的鉆機會增加進度，減少事故的發(fā)生。其次，就是選用合理的泥漿比重，這樣在進行粉細砂地層鑿井的時候，為了防止井孔坍塌，必須用泥漿進行固壁工作。其中，有的井隊為了安全操作，一般所用泥漿比重偏大。而成井后井壁上就會形成很厚的泥皮，給洗井帶來了很大的困難。如果換漿不夠徹底的話，井孔下部的泥漿沉積較多的時候就會造成濾料下沉困難。最后，要能夠準確的判斷地層的巖性。因為，在進行鑿井的時候，如果地層巖性判斷失誤，就會影響成井質(zhì)量。為此，要想做到判斷準確，就需要取樣按照規(guī)定的要求適當加密，這樣才能根據(jù)判斷的數(shù)據(jù)進行分析。

在第四系粉細砂地層中施工水文水井，存在著很多不同程度的出砂問題。而水井出砂將會縮短其使用的壽命，在進行抽水的過程中，加劇抽水就會造成抽水設(shè)備的磨損，出砂嚴重時還會導(dǎo)致水井報廢。因此根據(jù)該水務(wù)局在近20年的生產(chǎn)實踐中的觀察和分析，可以不斷改進成井技術(shù)，使擋砂濾水方面有較大的成效。

1 問題的提出

為了保證粉細沙地層供水管井的使用壽命，在進行管井設(shè)計的時候大多數(shù)采用的井孔直徑為0.70~0.85m，濾料的填礫厚度為200～250mm。在進行施工的時候所選用的水井鉆機型號一般都是（SPJ-300），但是在成孔作業(yè)的時候還是會存在以下幾個方面的問題：①對鉆井底盤進行改造的時候，因受轉(zhuǎn)盤通孔尺寸的限制，可以前后移動轉(zhuǎn)盤讓開孔口；②采用擴孔工藝進行成孔的時候，就會造成成孔時間的延長；③粉細砂地層的穩(wěn)定性較差，鉆井過程中如果多次進行擴孔就會產(chǎn)生坍塌事故的發(fā)生；④如果井孔直徑較大，就需要采用BW600/30型泥漿泵以正循環(huán)的方式進行排渣，然后在進行孔內(nèi)的循環(huán)，當泵量存在明顯的不足后，就會延長排渣時間；⑤由于泥漿中含有大量的粉細砂，就會因為沉淀性差導(dǎo)致循環(huán)過程中對泵的活塞以及缸套造成的磨損，需要經(jīng)常進行更換，費時又費力。

而能否使用工程鉆機進行成孔作業(yè)，需要進行校對和確定鉆機設(shè)備在扭矩、鉆壓、轉(zhuǎn)速以及鉆桿強度和進尺、泵量和鉆具等方面的數(shù)據(jù)。按照《巖土工程施工方法》中所介紹的有關(guān)公式，對這些工具的相關(guān)參數(shù)進行計算。在進行成井工作完成過程中，可以根據(jù)表1的鉆機性能對照表查看。

表1鉆機性能對照

■

2 鉆頭的選用及作用

考慮到粉細砂地層比較松散，在進行鉆井的時候需要大量的怕渣，而鉆頭也需要具備較大的環(huán)狀間隙，這樣有利于泥漿的循環(huán)。因此，需要選用結(jié)構(gòu)簡單、強度較大但是鉆頭重量輕的四翼單腰帶鉆頭。而鉆頭的中心角越大，在破土的時候阻力就越大，中心角越小的時候，破土的阻力就越小。

3 鉆進參數(shù)的確定

3.1 鉆壓 鉆壓通常是根據(jù)地層的條件、設(shè)備能力和鉆頭的類型等眾多要素構(gòu)成的。其中主要是以硬質(zhì)合金刀片進行巖土的破碎工作的，這樣也不會以過快的磨損為原則的。為了延長鉆頭的使用壽命，需要對鉆頭的選用進行改進。可以采用10塊螺栓連接的合金板，在每塊合金板上鑲嵌焊接八角合金10粒，還要共用合金100粒。因為，考慮到粉細砂的地層比較松軟，在進行鉆進的時候可以采用油壓減壓等方法進行鉆井工作，這時候的鉆進壓力需要保持在20～30 kN。

3.2 轉(zhuǎn)速 在進行轉(zhuǎn)速的時候，可以根據(jù)相關(guān)的鉆探資料進行分析，不難看出大口徑的回轉(zhuǎn)鉆井一般在砂土層或軟巖層工作的時候，鉆頭的外緣線速度需要保持在1.5~2.5m/s時最佳，故可由鉆頭直徑和鉆頭外刃速度按下式計算得其轉(zhuǎn)速：n=60v/πD=33.7～56.2r/min。

3.3 泵量的控制 因為成孔口徑較大，在鉆井的時候就需要采用正循環(huán)的方式進行，這樣才能保證將鉆井產(chǎn)生的鉆渣從孔底排放到地表，滿足鉆頭環(huán)空間攜帶鉆渣上返的速度。從理論上也能看得出，在這個上返速度的過程中，非固結(jié)地時候速度需要保持在0.17m/s為最佳，不然很容易發(fā)生坍塌的事故，而當固結(jié)地為0.2～0.3m/s的時候，則不利于鉆渣的排出。

4 泥漿的制備和處理

可以用膨潤土加水加NaOH制備，對水沒要求。而泥漿用的時間長短要看孔內(nèi)情況，時間長了孔內(nèi)的砂子會沉淀到泥漿池內(nèi)，需要清理，這樣比重不會變小，會變大。

5 清孔時間的計算

對粉細砂地層鉆井過程進行清孔的時候，由于泥漿中攜帶的粉細砂量較大，就會造成沉淀緩慢，井管下不到底。為了改善這一問題，在進行鉆孔深度設(shè)計的時候，就需要從泥漿的比重等方面出發(fā)考慮。還需要對終孔及清孔換漿槽孔等進行自檢，這樣主要是為了保證孔內(nèi)的水位應(yīng)該保持在地下水位或河流水位1.50~2m以上，這樣能夠防止鉆孔出現(xiàn)坍塌；還要將護筒壁的泥漿清理干凈，并將孔底的鉆渣及泥沙等沉淀物都要清除干凈。而清孔換漿結(jié)束后，方可進行下一道工序的作業(yè)。

6 實際例子

通過上述的問題進行對比和計算不難看出，為了能夠便于針對施工中可能發(fā)生的一些問題，就需要提前制定出相應(yīng)的措施進行問題的處理。在鉆井時，可以根據(jù)對不同地層進行的觀察和分析對孔口泥漿中的含沙量進行測定，發(fā)現(xiàn)含沙量的變化和鉆機的負荷情況。通過對該變化進行電流表數(shù)值進行確定，以此對鉆井參數(shù)的合理性進行調(diào)整，使之保持穩(wěn)定發(fā)展。

在開孔初期和鉆到孔壁不穩(wěn)定的沙土地層的時候，需要通過對分流閥的泵量進行調(diào)整，才能使泵量速度得以控制，這樣才能夠給泥漿護壁留有一定的時間進行工作，同時在一定程度上還能提高泥漿的比重黏度，也能夠增強排渣互補等能力，使參數(shù)得到更好地控制，以此保證工程鉆機能夠順利完成水井施工，也相對提高鉆機設(shè)備及鉆具的利用率，增強市場的參與競爭。

7 結(jié)束語

粉細砂地層沉降控制經(jīng)驗和教訓(xùn)需要在施工過程中重視粉細砂地層的風險分析，因為粉細砂地層的靈敏度比黏土地層更高特別是在對建構(gòu)筑物的影響上，所以對粉細砂地層的問題有待進一步研究分析，完善此類施工技術(shù)對以后的施工具有一定的參考意義。

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作者簡介：

李芳慶（1969-），男，山東菏澤人，工程師，研究方向：農(nóng)田水

利。

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