学文网【摘 要】建造管井的目的是为了开采地下水资源，获取大量的、含砂量达到建井标准的、合乎水质要求的地下水，使之服务于工农业用水及生活用水。井水的出水含砂量是井的主要质量指标之一。含砂量过高，不仅影响投产期限，而且一旦投入使用将直接影响井、泵的使用寿命。若增加沉淀设备，势必增加供水成本，严重者将直接影响经营者的经济效益，所以，严格控制井的出水含砂量，可以避免重复建井，减少供水成本及延长井泵的使用寿命有着极其重要的意义。
那么，究竟如何预防大量出砂呢？经过多年的理论钻研和实践探索，针对造成供水管井大量出砂的主要原因，我私下认为主要应采取以下三方面措施加以预防。
【关键词】管井；施工；管理
1、管井设计要合理
管井设计的合理性主要取决于建井单位所处区域水文地质、现有井位的电测资料、现有井的成井报告及使用状况、建井单位对水质、水量、含砂量等井指标的 要求等。通常管井设计主要包括以下内容：
1.1过滤器的结构设计要合理
管井过滤器的结构设计主要根据是含水层的颗粒大小，依据含水层颗粒大小设计不同的过滤器结构。
（1）在粉砂、粉砂含泥、细砂、中砂含水层，过滤器不采用包棕、包网的设计方法，必须采用填砾过滤器的设计方法。因为如果采用包棕、包网的设计方法，过滤器的有效空隙将大大减少，而且容易造成堵塞。这些地层采用填砾过滤器既可增大管井涌水量，又可防止管井大量涌砂。（2）在粗砂、砾石、卵石层采用缠丝过滤器、包网过滤器都可以，但必须注意缠丝或包网过滤器的缠丝间隙或网孔规格的确定，应采取真实砂样，并进行严格筛分，按照一定要求缠丝间隙和网孔规格。采用填砾过滤器不可任意放大或缩小填砾规格。采用包网过滤器时，任意放大或缩小网眼规格都会造成大量来砂和影响井的出水量。
1.2井孔直径、井孔垂直度要合理
井孔直径的大小取决于地层含水量颗粒的大小，井壁管直径的大小及建井单位对砂量的要求等级标准等。一般来讲，含水层的颗粒大小与孔径直径的大小成反比，，也就是说，含水层的颗粒越大，要求的井孔直径相应就能小一些，反之，则就相应大些。
具体讲：（1）卵石层、砾石层：井孔直径比井管壁外径至少要大250mm左右。（2）粗砂层：井孔直径比井壁管直径大300mm左右。（3）中细砂、粉细砂地层：井孔直径比井壁管外径至少大350—450mm。（4）同一井孔，不同含水层的井孔直径亦不相同，中细砂地层、粉细砂含水层，井孔直径要局部扩大。
井孔的垂直度要达到每100米倾斜不大于1?。井孔的垂直度决定着井管的垂直度，下管的安全性，填砾厚度的均匀性。影响井水出砂量的大小的因素之一就是井孔的垂直度是否达标。井孔直径合理，井孔垂直度达标是井水出砂量达标的必要条件。二者呈正向相关。
1.3填砾的性质、形状、厚度、粒径要合理
填砾的岩石成分一般可采用石灰岩卵、砾石，禁止使用碎石渣作填砾，不带棱角或少带棱角，形状应尽量争取用圆形、卵圆形。咸水地区应采用石英粗砂作填砾。尽量不用片岩、页岩、板岩成分的作填砾，禁止使用泥灰岩等软质成分的岩石作填砾。
填砾的厚度与含水层颗粒的大小成反比。也就是说，含水层的颗粒越大，填砾的厚度就可以相应薄些，反之，则相应厚一些。具体讲：
（1）卵石层、砾石层：填砾厚度为100mm。（2）中砂、粗砂层：填砾厚度为150mm。（3）细砂、粉砂层：填砾厚度为250mm。
井水的出砂量与填砾的厚度成反比。也就是说，在填砾的粒径与含水层的颗粒相对应，在其他条件不变的前提下，填砾的厚度越厚，井水的出砂量就越小，填砾的厚度越薄，井水的出砂量就越大。
填砾的粒径在其他条件不变的前提下，与井水的出砂量成正比。也就是说：填砾的粒径越小，井水的出砂量就越小，反之，井水的出砂量就越大。
2、精心施工
粗略的施工工艺，必然带来井水出砂量的超标，精心的施工是井水含砂量达标的先决条件。
2.1钻孔施工。钻孔施工质量的好坏直接影响到井水含砂量的高低，井孔垂直度好，井水的含砂量就会相应低，反之，则井水含砂量就相应高。井孔垂直度好，填砾就相对均匀，反之，就相应薄厚不均。采用刚性满眼钻进法，可以确保井孔垂直度达标。其基本原理是采用刚性的下部钻具结构，减小钻柱与井眼间的间隙，使钻铤居于井眼中心，以减小或消除增斜力，有利于钻直井。具体办法是采用大直径钻铤、方钻铤，扶正器，都可以收到钻具居中的效果。
2.2安装井管。下入井管之前，应先用试孔器，遇有井孔不圆或有探头石时，应先进行修孔后再下入井管，以免将滤水管划破，造成大量涌砂。下井管时必须安装井底，且井底的孔洞不能过大，以免填入砾石时，填砾从井底的孔洞进入井内，造成填砾错位，出现大量涌砂。井管扶正器必须安装牢固，避免因扶正器失去作用将笼状过滤器或贴砾过滤器碰破，造成大量涌砂。
2.3在填砾石前，如钻孔内的泥浆比重过大，应适当进行调整，使之合乎要求，避免因泥浆比重过大，造成填砾不实，在调整泥浆时，不可直接往孔中加入清水，应以稀泥浆逐步替换至达到要求为止。
2.4填入砾石前，应将填入的填砾规格、数量、深度计算妥当，并准备一定的余量。因在含水砂层处，井孔可能有超径现象，填砾的余量应比计算数量多5%—10%。填砾时，如果一眼井需填入两种以上规格的填砾时，须待一种规格的填砾填完并落实后再填入第二种规格的砾石，避免因操之过急而使两种规格的砾石混合，造成大量涌砂。如果仅填一种规格的砾石，使用回转钻机的钻井队，可采用边冲水边填砾的方法，具体做法是将回转式钻杆连接的冲水器，下入过滤器下部，冲水换浆至一定程度，即可开始填砾，边冲水边填砾边活动冲水器，填入一定数量的砾石，冲水器往上提升一段距离，直至将应填入的砾石填完。填砾填得越实，井水的含砂量就会越小，反之，就会越高。
2.5洗井必须洗彻底。先用活塞洗井，至破坏泥壁，水中见砂即可换空气压缩机或其他设备洗井。洗井越彻底，井水的含砂量就会越低。精细的、先进的施工工艺有助于降低井的出水含砂量。
2.6配泵必须合理，经过多年的实践，配泵的出水量应为井的出水量的60%为理想。
3、妥善管理
管井水的含砂量高低与管井建成后的管理关系极为密切。重点要注意以下几点：
3.1管井建成后，必须根据抽水试验的结果设计水泵，不可盲目地安装大泵，使井的出水量超过正常的出水量，因流速过大而引起大量涌砂。
3.2管井正常抽水时，其水位的降深不能超过第一取水含水层的滤水管，避免滤水管的缠丝因氧化、破损而造成大量涌砂。
3.3酸处理洗井时，必须加强保护性措施，避免因滤管缠丝腐蚀损坏造成大量涌砂。
如何预防井水的出砂量是一个全面的系统工程，合理的设计，精心的施工，妥善的管理，环环相连，缺一不可。
合理的设计是预防井水大量出砂的前提，精心的施工是预防井水大量出砂的基础，而妥善的管理则是预防井水大量出砂的保证。
经过多年的实践验证，管井的合理设计，管井的精心施工，管井的妥善管理是预防管井大量涌砂的主要措施。
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