1、云南国土资源职业学院云南国土资源职业学院2012.04水文水井成井作业项目十项目十 止水止水 Sealing up一、认识止水一、认识止水 隔离封闭井孔中非开采目的层隔离封闭井孔中非开采目的层段的工作称为止水。段的工作称为止水。项目十项目十 止水止水 Sealing up （一）止水的目的（一）止水的目的1 1、水文地质和工程地质钻孔止水是、水文地质和工程地质钻孔止水是为了取得分层（组）的水位、水量、水质、为了取得分层（组）的水位、水量、水质、水温和岩层的渗透系数等资料，正确评价水温和岩层的渗透系数等资料，正确评价水文地质条件和工程地质条件。这样就必水文地质条件和工程地质条件。这样就必须把各含
2、水层在管外相互隔离，使含水层须把各含水层在管外相互隔离，使含水层的水不互相串通。的水不互相串通。项目十项目十 止水止水 Sealing up2 2、在供水井中止水是为了隔离有、在供水井中止水是为了隔离有害含水层和地表水，以保证井水不受污害含水层和地表水，以保证井水不受污染。如在咸淡水界面以下止水，应将不染。如在咸淡水界面以下止水，应将不可利用的咸水层隔离。可利用的咸水层隔离。项目十项目十 止水止水 Sealing up（二）止水基本要求（二）止水基本要求1 1、根据水井目的进行止水、根据水井目的进行止水（1 1）分层观测：非观测层与观测层间止水；）分层观测：非观测层与观测层间止水；（2 2）分
3、层试验：非试验层与试验层间止水；）分层试验：非试验层与试验层间止水；（3 3）分层取水：非取样层与取样层间止水；）分层取水：非取样层与取样层间止水；（4 4）分层供水：非开采层与开采层间止水。）分层供水：非开采层与开采层间止水。项目十项目十 止水止水 Sealing up（二）止水基本要求（二）止水基本要求2 2、止水位置尽量选择在隔水性好，井壁规整、止水位置尽量选择在隔水性好，井壁规整层位。层位。3 3、在水文地质观测和试验孔内进行临时性止、在水文地质观测和试验孔内进行临时性止水，但应保证全过程的止水有效。供水井和长期观水，但应保证全过程的止水有效。供水井和长期观测孔则应进行永久性止水。测孔
4、则应进行永久性止水。4 4、止水材料不能影响水质。、止水材料不能影响水质。项目十项目十 止水止水 Sealing up 二、止水材料二、止水材料 1 1、选用止水材料的原则：、选用止水材料的原则：经济、耐久、经济、耐久、可靠。可靠。2 2、止水材料的分类：、止水材料的分类：临时止水材料和永临时止水材料和永久止水材料。久止水材料。3 3、常用止水材料：、常用止水材料：海带、桐油石灰、海带、桐油石灰、橡胶、粘土、水泥。橡胶、粘土、水泥。项目十项目十 止水止水 Sealing up（一）临时止水材料（一）临时止水材料 1 1、海带、海带（1 1）特点：）特点：遇水膨胀，柔软，压缩后水气不渗透；遇水膨
5、胀，柔软，压缩后水气不渗透；膨胀性：膨胀性：2 2小时内体积剧增，小时内体积剧增，4 4小时内趋于稳小时内趋于稳定，体积增大定，体积增大3 34 4倍；倍；长时间在水中浸泡会变质腐烂；长时间在水中浸泡会变质腐烂；选材：肉厚、叶宽、体长；选材：肉厚、叶宽、体长；多用在松散地层与完整基岩中临时止水。多用在松散地层与完整基岩中临时止水。项目十项目十 止水止水 Sealing up （2 2）操作要求）操作要求 先编成海带辫，再缠绕在止水管上；先编成海带辫，再缠绕在止水管上；缠绕好后，用纱布或棕皮包裹，再用棉线或缠绕好后，用纱布或棕皮包裹，再用棉线或铅丝绑牢；铅丝绑牢；海带外径比托盘外径小海带外径比托
6、盘外径小5mm5mm左右，防止摩擦；左右，防止摩擦；海带塞长度要保证有效长度为海带塞长度要保证有效长度为300300500mm500mm。项目十项目十 止水止水 Sealing up2 2、桐油石灰：、桐油石灰：桐油与石灰的混合。桐油与石灰的混合。（1 1）特点）特点具有良好的粘性、塑性及不透水性；具有良好的粘性、塑性及不透水性；取材易、成本低；取材易、成本低；在孔壁不规则和有裂隙情况下，桐油石灰糊在孔壁不规则和有裂隙情况下，桐油石灰糊状物同样能挤进孔壁裂隙而起止水作用。状物同样能挤进孔壁裂隙而起止水作用。项目十项目十 止水止水 Sealing up（2 2）配制：）配制：桐油石灰中桐油和石灰
7、的重量比称为油灰比。桐油石灰中桐油和石灰的重量比称为油灰比。随着油灰比的增大，其粘性与塑性也随之增加，随着油灰比的增大，其粘性与塑性也随之增加，但干涸时间延长。在应用时，应根据止水位置、但干涸时间延长。在应用时，应根据止水位置、止水高度、地下水性质与地层条件等合理选择。止水高度、地下水性质与地层条件等合理选择。为增加油灰比与孔壁的粘合力，可在油灰中加入为增加油灰比与孔壁的粘合力，可在油灰中加入白芷，土子等中药。（土子为氧化物类矿物软锰白芷，土子等中药。（土子为氧化物类矿物软锰矿的矿石）；增加强度可加麻、绵、羊毛等纤维矿的矿石）；增加强度可加麻、绵、羊毛等纤维物。物。项目十项目十 止水止水 Se
8、aling up配制方法：配制方法：将生石灰加水分解成熟石将生石灰加水分解成熟石灰，并过筛；灰，并过筛；把桐油加热至把桐油加热至280;280;项目十项目十 止水止水 Sealing up 将桐油和熟石灰粉按比例分批加礁臼将桐油和熟石灰粉按比例分批加礁臼中冲礁，冲制时间的长短直接影响质量和效中冲礁，冲制时间的长短直接影响质量和效果。石灰粉越细，冲制时间越长，油灰的粘果。石灰粉越细，冲制时间越长，油灰的粘性越好。冲制时间不足的油灰，在水中由于性越好。冲制时间不足的油灰，在水中由于石灰吸水膨胀，使油灰松散成豆腐状，在空石灰吸水膨胀，使油灰松散成豆腐状，在空气中吸收水分也会有同样的现象；气中吸收水分
9、也会有同样的现象；常用油灰比为常用油灰比为1:31:31 1：5 5。项目十项目十 止水止水 Sealing up 3 3、橡胶、橡胶利用橡胶富有弹性与对水气不渗透的特利用橡胶富有弹性与对水气不渗透的特性，将其制成一定的几何形状如：胶球、胶圈、性，将其制成一定的几何形状如：胶球、胶圈、胶囊等，固定在止水心管外，利用压缩、充气、胶囊等，固定在止水心管外，利用压缩、充气、充水等方法使之膨胀，将心管与井壁环状间隙充水等方法使之膨胀，将心管与井壁环状间隙封闭，达到止水目的。橡胶止水一般用于基岩封闭，达到止水目的。橡胶止水一般用于基岩钻孔或管内分层止水，多用于压水试验中。钻孔或管内分层止水，多用于压水试
10、验中。项目十项目十 止水止水 Sealing up（1 1）对止水橡胶材质的技术要求和指标：）对止水橡胶材质的技术要求和指标：扯断强度：扯断强度：200200/cm2;/cm2;伸张率：伸张率：500%500%；定伸强力：定伸强力：7070100100/cm2;/cm2;含胶量：含胶量：60%60%；邵氏硬度：邵氏硬度：5050度。度。项目十项目十 止水止水 Sealing up （2 2）止水橡胶应用特点：）止水橡胶应用特点：胶球和胶柱：常用于压水试验和分层观胶球和胶柱：常用于压水试验和分层观测井中。使用时在心管外和托盘间连续套上测井中。使用时在心管外和托盘间连续套上3 34 4个胶球或胶柱
11、，加压膨胀后即可止水。个胶球或胶柱，加压膨胀后即可止水。实践证明，中空胶球和中空胶柱止水效果实践证明，中空胶球和中空胶柱止水效果较好，原因是容易变形。较好，原因是容易变形。胶圈：使用支撑管式和提压压缩式止水胶圈：使用支撑管式和提压压缩式止水器时采用。器时采用。项目十项目十 止水止水 Sealing up（二）永久止水材料（二）永久止水材料1 1、粘土：、粘土：具有一定的粘结力和抗剪强具有一定的粘结力和抗剪强度，压实后具有不透水性，当地下水承压不度，压实后具有不透水性，当地下水承压不大、流量不多时，粘土可用作井孔中的封孔大、流量不多时，粘土可用作井孔中的封孔材料。一般先将粘土块浸泡，除去碎石，然
12、材料。一般先将粘土块浸泡，除去碎石，然后搓成直径后搓成直径303040mm40mm的小球阴干后备用。的小球阴干后备用。项目十项目十 止水止水 Sealing up2 2、水泥：、水泥：水泥浆能在水中硬化，水泥浆能在水中硬化，与井壁岩石有一定的胶结力，且有良好与井壁岩石有一定的胶结力，且有良好的隔水性能。因此，被广泛用作永久性的隔水性能。因此，被广泛用作永久性止水。止水。项目十项目十 止水止水 Sealing up（1 1）水泥种类：）水泥种类：普通硅酸盐水泥：硬化快、早强普通硅酸盐水泥：硬化快、早强高、抗冻型好，但对氯化物、硫酸盐、碱高、抗冻型好，但对氯化物、硫酸盐、碱类和酸类腐蚀性物质抵抗力
13、低。类和酸类腐蚀性物质抵抗力低。项目十项目十 止水止水 Sealing up抗硫酸盐水泥：铝酸三钙的含量抗硫酸盐水泥：铝酸三钙的含量低，对硫酸盐侵蚀性地下水的抵抗力强。低，对硫酸盐侵蚀性地下水的抵抗力强。油井水泥：其初凝至终凝的时间油井水泥：其初凝至终凝的时间间隔短，早强高。间隔短，早强高。项目十项目十 止水止水 Sealing up（2 2）水泥浆（淡水配制）：）水泥浆（淡水配制）：净浆：水灰比净浆：水灰比464660%60%，人工或机拌；，人工或机拌；M=G M=G1 1/G/G2 2 G G1 1水的重量，水的重量，G G2 2水泥的重量；水泥的重量；项目十项目十 止水止水 Sealin
14、g up砂浆：为节约水泥在水泥浆中加砂浆：为节约水泥在水泥浆中加入细砂作为骨料，但由于细砂比重大，颗入细砂作为骨料，但由于细砂比重大，颗粒粗，无胶结性，出现沉降分选现象。粒粗，无胶结性，出现沉降分选现象。项目十项目十 止水止水 Sealing up胶质水泥浆：在水泥浆中加入一胶质水泥浆：在水泥浆中加入一定数量的膨润土，其静切力大，防漏失，定数量的膨润土，其静切力大，防漏失，有较好的悬浮性和稳定性，可减小井内分有较好的悬浮性和稳定性，可减小井内分选作用，便于泵送。但流动性小，强度下选作用，便于泵送。但流动性小，强度下降。降。项目十项目十 止水止水 Sealing up速凝水泥浆：在水泥浆中加入速
15、速凝水泥浆：在水泥浆中加入速凝剂，如水玻璃、氯化钙、氯化钠、纯碱凝剂，如水玻璃、氯化钙、氯化钠、纯碱等。等。项目十项目十 止水止水 Sealing up 三、止水方法三、止水方法 水泥止水方法，大多采用将水泥搅拌成水泥止水方法，大多采用将水泥搅拌成水泥浆，利用泥浆泵泵入井管与孔壁之间。水泥浆，利用泥浆泵泵入井管与孔壁之间。泵入的方法一般采用钻杆自井管内下入，经泵入的方法一般采用钻杆自井管内下入，经特殊接头使水泥浆流到井管外环状空间中去。特殊接头使水泥浆流到井管外环状空间中去。也可直接用钻杆下入井管与井壁间环状间隙也可直接用钻杆下入井管与井壁间环状间隙进行漏斗钻杆灌注法或钻杆泵入法灌注。进行漏斗
16、钻杆灌注法或钻杆泵入法灌注。项目十项目十 止水止水 Sealing up 地热井或其它井要求长时期全部封闭上部含水地热井或其它井要求长时期全部封闭上部含水层时，可用压力灌浆止水法止水。方法是：先下入层时，可用压力灌浆止水法止水。方法是：先下入止水套管，用稀泥浆洗井，再泵入适量的清水，然止水套管，用稀泥浆洗井，再泵入适量的清水，然后泵入必需数量的水泥浆。拧开异径接头，在止水后泵入必需数量的水泥浆。拧开异径接头，在止水套管内置一木活塞，继续泵入清水或泥浆，使木活套管内置一木活塞，继续泵入清水或泥浆，使木活塞受压下移塞受压下移 ，将止水套管内的水泥浆液压入套管，将止水套管内的水泥浆液压入套管与井壁之
17、间的环状间隙内，直至井口返出水泥浆。与井壁之间的环状间隙内，直至井口返出水泥浆。停泵关闭封闭阀门，保持一定的压力值，直至水泥停泵关闭封闭阀门，保持一定的压力值，直至水泥浆凝固，最后扫除木活塞继续钻进。浆凝固，最后扫除木活塞继续钻进。项目十项目十 止水止水 Sealing up（一）粘土球围填止水法（一）粘土球围填止水法利用粘土球止水，既经济、效果又利用粘土球止水，既经济、效果又好。适用于第三、第四纪松软地层和含水好。适用于第三、第四纪松软地层和含水层埋深在层埋深在300300米以内，隔水层较好的大口米以内，隔水层较好的大口径开采井、长期观测井。径开采井、长期观测井。项目十项目十 止水止水 Se
18、aling up注意事注意事 1 1、填砾后，先进行提水，使砾料沉实后再进行、填砾后，先进行提水，使砾料沉实后再进行粘土球围填。粘土球围填。2 2、粘土球必须揉实风干，投速不宜太快，防止、粘土球必须揉实风干，投速不宜太快，防止堵塞，大小不同的粘土球杂投，以缩小球间空隙。每堵塞，大小不同的粘土球杂投，以缩小球间空隙。每投投1 12 2米粘土球后，用工具捣实一次。如此直到要求米粘土球后，用工具捣实一次。如此直到要求为止。一般粘土球厚度不小于为止。一般粘土球厚度不小于3 3米，然后再在其上投米，然后再在其上投入入1 12 2米粘土碎块，以使其遇水后分散填充球间空隙。米粘土碎块，以使其遇水后分散填充球
19、间空隙。项目十项目十 止水止水 Sealing up（二）下塞止水法（二）下塞止水法 适用于第三、第四纪地层或基岩井中适用于第三、第四纪地层或基岩井中止水。向井内投入止水物，压实后下入底止水。向井内投入止水物，压实后下入底部带木塞的井管，将止水物挤压于环状间部带木塞的井管，将止水物挤压于环状间隙内，达到止水目的。隙内，达到止水目的。项目十项目十 止水止水 Sealing up（三）上塞止水法（三）上塞止水法适用条件和止水过程与下塞止水法适用条件和止水过程与下塞止水法基本相同，不同点为基本相同，不同点为:1 1、木塞位于井管上部；、木塞位于井管上部；2 2、先下井管并离止水台阶、先下井管并离止水
20、台阶1.51.5米左米左右，再向井内投止水物；右，再向井内投止水物；项目十项目十 止水止水 Sealing up3 3、投入止水物，并捣实，将其中一、投入止水物，并捣实，将其中一部分挤压到环状间隙中，再送入足够的止部分挤压到环状间隙中，再送入足够的止水物，向井中灌满清水或泥浆，并以木塞水物，向井中灌满清水或泥浆，并以木塞堵死井管上口，用井口加压装置将井管压堵死井管上口，用井口加压装置将井管压至台阶处，止水物挤压到环状间隙内，达至台阶处，止水物挤压到环状间隙内，达到止水目的。到止水目的。项目十项目十 止水止水 Sealing up（四）胶塞止水法（四）胶塞止水法此法适用于完整基岩井中止水。将此法
21、适用于完整基岩井中止水。将预制好的胶塞套在止水井管底端，外面用预制好的胶塞套在止水井管底端，外面用钢丝扎牢，止水井管下端楔入木塞，使胶钢丝扎牢，止水井管下端楔入木塞，使胶塞的内圈压紧于井管内壁上，胶塞在井管塞的内圈压紧于井管内壁上，胶塞在井管的重量作用下挤压在换径台阶上，达到止的重量作用下挤压在换径台阶上，达到止水目的。水目的。项目十项目十 止水止水 Sealing up（五）托盘止水法（五）托盘止水法适用于分层观测水位或分层抽水。适用于分层观测水位或分层抽水。项目十项目十 止水止水 Sealing up 1 1、上托盘止水：、上托盘止水：把预制好的止水材料（海带、桐油石把预制好的止水材料（海
22、带、桐油石灰等）包缠在变径接头下部，用铁丝或麻灰等）包缠在变径接头下部，用铁丝或麻绳捆牢，以防脱落。将接头连接在井管下绳捆牢，以防脱落。将接头连接在井管下端，下入至井内变径台阶处，以井管自重端，下入至井内变径台阶处，以井管自重或加压，将止水物挤压到环状间隙中，达或加压，将止水物挤压到环状间隙中，达到止水目的。到止水目的。项目十项目十 止水止水 Sealing up 2 2、下托盘止水法、下托盘止水法将止水托盘连接在止水井管相应于将止水托盘连接在止水井管相应于止水孔段部位上，将井管下入井中。预计止水孔段部位上，将井管下入井中。预计托盘达到止水孔段后，在井口将井管固定托盘达到止水孔段后，在井口将井管固定好，从井口投入预制好的止水物，投入速好，从井口投入预制好的止水物，投入速度不宜过快，每度不宜过快，每1 12 2米用平底工具捣实一米用平底工具捣实一次，到预计厚度为止。次，到预计厚度为止。项目十项目十 止水止水 Sealing up（六）止水器（六）止水器1 1、支撑管式止水器、支撑管式止水器2 2、提拉压缩式止水器、提拉压缩式止水器3 3、胶囊止水器、胶囊止水器
