水井钻探及成井工艺中几个关键技术问题的探讨

发布时间：2019-07-28 16:47

【摘要】：水是人类生存繁衍的重要资源,水资源已成为全球粮食安全、生态安全、能源安全的重要制约因素。水资源的合理开发利用与国家经济、政治、文化、国防及社会发展密切相关,已成为可持续发展领域关注的焦点之一。水井作为人类开采利用地下水资源进行生活生产的最常见形式,有着悠久的历史。目前水井是我国北方大部分地区采水的重要载体,是保证当地农业、工业、牧业以及人民生活用水的“生命井”。水井开发利用的技术水平状况直接关系到“四个效益”(经济、政治、社会、生态)的好坏。在开凿技术和利用方式上随着人类社会生产力的发展而不断进步,水源勘查技术、水井钻探技术、成井工艺技术以及水井的使用管理都经历了不同的发展阶段,在应用和研究上取得了巨大的进步。当前,水井的先进技术使用在生产实践中日益成熟稳定,发挥出了非常好的社会效益和经济效益,在维护地区稳定和世界和平中也发挥了重要作用。本文在借鉴前人对水井开采利用研究工作的基础上,深入学习试验研究,综合分析国内外水文水井钻探技术、成井工艺、事故预防与处理等研究成果,着重结合我部几十年的给水保障实践,特别是总结自己十多年的水井施工经验,探讨水井施工中的几个关键技术问题。从内蒙古人畜饮水工程、云桂鲁冀地区抗旱救灾钻井、国防任务施工、非洲苏丹达尔富尔国际维和任务等成功钻井实例中,挑选代表性案例,采取理论分析和实际验证相结合、典型分析与总体分析相结合、定量分析与定性分析相结合的方法,进行分析探讨。主要研究水井施工中水源勘查、钻探技术、成井工艺技术的优化选择应用,重点对影响钻进速度的钻机钻具、钻压、转速、冲洗液等因素的分析,具体对确保水质水量的钻探技术和成井工艺的控制展开论述,全面对安全施工的规范制度要求和技术预防与处置进行深入详实的探讨,有针对性的进行现场试验,大胆运用新技术、新方法,试行新旧结合的模式,采用现场监测、理论分析和综合分析相结合的研究手段,形成水井施工的实用钻探技术运用经验方法,发展了多种有效的成井工艺技术和事故处理方法,对水井施工具有较强的现实指导意义。
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第二章定井技术及水井设计井身结构设计一般是从下向上分段进行，力求套管层次数最小，而且套长度最小，从而使钻进和成井程序减少，成本投入减少。往往在很多时候由地下情况掌握不是很清楚，为达到钻井目的，保证水质和水量，就要留有套次及深度的余地，一旦出现未预料到的复杂井段能够进行封隔。套管层次多要求上部井径大，而且要最大化的发挥每一层的作用，当前鉴于钻具和套管寸，，仅能实现 2 至 3 层封隔，因此上部套管要大且深，每一层下入长度尽量在特别情况下可以采取多层封隔克服诸多难题，同时也可以避免小孔成井[2种想法的实现在设计上却是通过自上而下进行的。常见的水井结果如图 2-1

水井钻探及成井工艺中几个关键技术问题的探讨

在水平位置 80m 处的地层下，有多处出现了视电阻率等值线异常的现象，个别地段出现了低值的闭合圈，反映为断层影响带或富水裂隙发育带。图2-3是激发极化勘查曲线图，横坐标的视电阻率在在100米至350米范围内，纵坐标的激化率和半衰时分别在 AB/2 为 100 米、130 米、280 米三处附近都有异常高值。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU991.12

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