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水泥井管在我国的应用成果及优点分析

时间:2016-10-08 09:22 来源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 点击:
1. 素井壁管的应用

素井壁管的应用在我国已有二十多年的历史,但主要集中在地下水源较充足的地区,孔深一般在120〜180m之间。从运用情况来看,成本虽比钢质井管低廉,但强度与应力有限;每根长2m,下管程序繁杂、施工极为不便,加之设计孔隙率为6%,单井涌水量仅有40t/h左右,尤其在干旱地区,井深一般在200〜280m之间,素井壁管的强度较低,不能适应生产要求。个别井队采用二次下管法,虽然单井成井费用较少,但事故率高,寿命短,总造价仍然不低。

2. 钢筋砼井壁管的推出与应用

钢筋砼井壁管推出以后,大大克服了上述井壁管的严重缺陷,同时也解决了钢管价格高昂的矛盾。其孔隙率已达17%左右,管径相应加大,开孔尺寸随之增加,单井涌水量发生了显着变化。常用井管性能比较见表1。
表1
指标 管材种类 备注
名称 单位 铸铁管 钢管 砼管 钢筋砼管  
强度指标 kg/cm2 1500 3200   65  
抗压强度 kg/cm2     200/100 400/400 分子为井壁管,分母为滤水管
单位重量 kg/m 60(重) 49(较重) 55〜75(重)  
单价比较   9倍以上/11 10倍以上/11   3/3 以砼管单价为单位1,其它管材
单价是砼管的倍数。(井壁管/滤水管)
孔隙率 % 20〜25 >30 5〜8 15〜19  
可用井深 m >400 >400 150 >300 钢筋砼井管截至目前为止,山东省德州市
已成功使用到750m以上。
使用年限 >25 >20   >20 砼管联结为较结,其余三种为刚性,
故前者抗震、抗井壁变形能力差。

为使这项科技成果广为效用,我们首先在某打井现场,钻深238m、开孔650mm,其中滤水管长40m、井管直径360mm。井成配套上水后,出水量达到79t/h、降深8m,比其它机井出水量提高一倍,而降深却减少3m。接着我们在不同地区分别试验,小时出水量分别达到72、82、68、70t/h的可喜指标,且降深均在4〜8m之间,远小于以前成井,一眼机井相当于一眼半或两眼的出水量。

3. 无棕过滤的实践

无棕过滤是我们在成井工艺上的大胆尝试,也是打井史上从未有过的新创举。为使这项技术革新取得成功,我们在上述机井施工现场采取了四条措施,一是增大开孔尺寸,由原来450mm增到650〜700mm,人为把滤水厚度由原来5cm增加到10〜15cm终孔后,严格扩孔、破壁、验孔,保证孔径和孔直;二是在井壁管上间隔20〜25m附设一道宽6cm、厚10cm、长120cm扶正器,保证填砾滤料在井壁周围,形成8〜10cm的滤水层;三是保证滤料规格化,要求严格过筛,粒径必须控制在1〜3mm;四是严格采取反循环压水,连续填料,保持填砾的均匀连续性,形成严密的滤水层,防止夹层的形成;从而确保机井“心脏”的完好。五是及时检修生产井管所需的水泥井管模具,保证井管强度与外观质量。这样,大大保证了机井的施工质量加速了这项科技成果的迅速推广。

4. 应用效益

钢筋砼井壁管的应用,极大地拓宽了开挖地下水的市场。经济效益及社会效益都十分可观。依此,特做如下分析。

4.1 单井造价对比

以300m井深为例进行预算,钻井费用如表2。
表2
钻深(m) 单价(元/m) 钻深(m) 单价(元/m)
1〜50 39 151〜200 56
51〜100 47 201〜250 62
101〜150 50 251〜300 70

①300m钻井费用:

(39+47+50+56+62+70)×50=16200元

②滤水管采用40m:

钢筋砼滤水管价为:115×40=4600元

铸铁滤水管造价为:185×40=740元

③井壁管为260m:

钢筋砼井壁管造价为:260×45=11700元

铸铁井壁管造价为:260×165=42900元

④付料费均为1800元(含胶泥滤料)

所以,若采用钢筋砼管时单井费用为:16200+4600+11700+1800=48880元

若采用铸铁管时单井费用为:

16200+7400+42900+1800=68300元

二者相差19420元

若以钢筋砼井壁管为基数则可节省:

19420÷48880=40%

由此可见,在当地钻一眼铸铁管井相当于一眼半钢筋砼管井。

若采用钢管,其成井费用更高。

以两处分别采用铸铁管和钢筋砼井管的深机井为例,出水量分别为64和62.5t/h,降深分别为6.5和7.1。滤水管均为44m。然而前者成井费用比后者高出42.7%。

4.2 孔隙率对比

钢筋砼滤水管设计孔隙率为17%,而普通砼滤水管孔隙率仅为5%左右。若以等额价格相比(即标准为相同效益时的价格)钢筋砼管与砼管相比二者价格无异。

4.3 涌水量对比

以两处井深同样180m的管井为例,采用无棕过滤的出水量达到82t/h,有棕过滤的出水量仅为40t/h,前者降深6.8m,后者降深14.5m。

经试验结果表明:相同流量时钢筋砼井管的水位降深仅是素砼井管的15.0%〜17.7%;相同降深时,前者是后者出水量的3〜3.35倍。
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