一种管井降水成井装置及管井降水成井方法与流程

1.本发明涉及降水井施工技术领域，尤其涉及一种管井降水成井装置及管井降水成井方法。


背景技术：

2.降水井是指疏放矿山坑道或采场中积水的小井，通常在矿山开采过程中，有可以利用的地下坑道排水系统，使采场或坑道中的水，沿着水沟导入每隔一定距离的降水井，经与降水井连通的地下坑道流入水仓，再由水泵经专门排水井排到地面或由排水坑道直接流出地面。
3.但是在地下工程施工中，常会遇到地下水问题，特别是砂土地层中的地下水或者有暗河的位置，在管井成井的过程中常常出现缩颈、坍塌等质量问题，造成无法成井。


技术实现要素：

4.针对上述问题，现提供一种适用于砂土层、粉土、地下有承压水、暗河等复杂土质条件下的管井降水成井装置。
5.具体技术方案如下：
6.一种管井降水成井装置，具有这样的特征，包括：
7.钢套管，钢套管设于管井孔中；
8.沉井管，沉井管通过扶正器设于钢套管内，沉井管由上至下包括实管段、滤水管段及沉砂管段，沉砂管段的底部设有封堵板，滤水管段的外围绑扎有钢丝网；
9.滤料层，滤料层设于钢套管及沉井管间，滤料层上设有夯填黏土层；以及
10.吸水管，吸水管的下端伸入沉井管内，吸水管的上端伸出管井孔并连接于抽水机上。
11.上述的管井降水成井装置，还具有这样的特征，钢丝网为80目钢丝网。
12.上述的管井降水成井装置，还具有这样的特征，夯填黏土层顶部与管井孔顶部齐平。
13.上述的管井降水成井装置，还具有这样的特征，滤水管段为桥式滤水管段。
14.上述的管井降水成井装置，还具有这样的特征，封堵板呈圆板状，封堵板的直径大于沉井管的直径，且封堵板的直径小于钢管套的直径。
15.上述方案的有益效果是：
16.1)本发明中于沉井管外围设置钢套管，以保证沉井过程中不受周边复杂地质条件的影响，有效避免在传统成井工艺中易出现的缩颈、塌孔等质量缺陷，保证一次成井的成功率及成井质量；
17.2)本发明中滤水管为桥式滤水管，其上外凸凸槽两侧设置有透水孔，以有效降低透水孔处的侧压力，从而增加地下水进入管井路径、保证单口井出水量的同时也减少了水渗入降水井后的含沙量。
附图说明
18.图1为本发明的实施例中提供的成井装置的结构示意图；
19.图2为图1中字母a处对应部分的剖视图。
20.附图中：1、钢套管；2、管井孔；3、沉井管；4、扶正器；5、实管段；6、滤水管段；7、沉砂管段；8、封堵板；9、钢丝网；10、滤料层；11、夯填黏土层；12、吸水管；13、抽水机；14、外凸凸槽；15、透水孔。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
24.如图1、图2所示，本发明的实施例中提供的成井装置包括钢套管1，钢套管1设于管井孔2中；沉井管3，沉井管3通过扶正器4设于钢套管1内，沉井管3由上至下包括实管段5、滤水管段6及沉砂管段7，沉砂管段7的底部设有封堵板8，滤水管段6的外围绑扎有80目钢丝网9；滤料层10，滤料层10设于钢套管1及沉井管3间，滤料层10上设有夯填黏土层11；以及吸水管12，吸水管12的下端伸入沉井管3内，吸水管12的上端伸出管井孔2并连接于抽水机13上。
25.本发明中上述成井装置的施工步骤为：
26.1)定出每个降水井的位置，利用免共振液压锤将钢套管1沉入比降水井设计标高低1000mm处位置，然后用钻机将钢套管1内的土体取出；
27.2)用稀浆或清水压入管井孔2底部，自下而上将原成孔时的浓浆置换出孔(当井内反上泥浆与压入的稀浆水的浓度基本相同时换浆即已完成)；
28.3)在沉井管3上安装扶正器4，随后将沉井管3按技术要求进行下管；
29.4)将滤料投入沉井管3与钢套管1之间的环形空间内；
30.5)用免共振液压锤将钢套管1缓缓取出，取钢套管1的过程中如发现滤料有下沉现象及时补充滤料至原高度，再进行提管，直至将钢套管1取出为止；
31.6)将黏土分层填入滤料上方，分层夯实；
32.7)采用空压机洗井后安装吸水管12等进行抽水成井。
33.本发明中于沉井管3外围设置钢套管1，以保证沉井过程中不受周边复杂地质条件的影响，有效避免在传统成井工艺中易出现的缩颈、塌孔等质量缺陷，保证一次成井的成功率及成井质量；
34.本发明中滤水管6为桥式滤水管，其上外凸凸槽14两侧设置有透水孔15，以有效降低透水孔15处的侧压力，从而增加地下水进入管井路径、保证单口井出水量的同时也减少了水渗入降水井后的含沙量。
35.本发明中沉井管3与钢套管1间设置有扶正器4，以有效保证滤料层的厚度。
36.本发明中沉井管3底部焊接有封堵板8，上述封堵板8直径比沉井管3外径大些，但
比钢套管内径稍小，这样在成井完成提取钢套管1的过程中会对沉井管3产生向上的摩擦力，由于设置了封堵板8并且封堵板8上方有滤料，以充分利用滤料的自重克服沉井管3向上的摩擦力，以有效避免沉井管3被带出管井孔2。
37.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种管井降水成井装置，其特征在于，包括：钢套管，钢套管设于管井孔中；沉井管，沉井管通过扶正器设于钢套管内，沉井管由上至下包括实管段、滤水管段及沉砂管段，沉砂管段的底部设有封堵板，滤水管段的外围绑扎有钢丝网；滤料层，滤料层设于钢套管及沉井管间，滤料层上设有夯填黏土层；以及吸水管，吸水管的下端伸入沉井管内，吸水管的上端伸出管井孔并连接于抽水机上。2.根据权利要求1的管井降水成井装置，其特征在于，钢丝网为80目钢丝网。3.根据权利要求1的管井降水成井装置，其特征在于，夯填黏土层顶部与管井孔顶部齐平。4.根据权利要求1的管井降水成井装置，其特征在于，滤水管段为桥式滤水管段。5.根据权利要求1的管井降水成井装置，其特征在于，封堵板呈圆板状，封堵板的直径大于沉井管的直径，且封堵板的直径小于钢管套的直径。6.一种使用权利要求1-5任一项管井降水成井装置的管井降水成井方法，其特征正在与，包括如下步骤：1)定出每个降水井的位置，利用免共振液压锤将钢套管沉入比降水井设计标高低1000mm处位置，然后用钻机将钢套管内的土体取出；2)用稀浆或清水压入管井孔底部，自下而上将原成孔时的浓浆置换出孔；3)在沉井管上安装扶正器，随后将沉井管按技术要求进行下管；4)将滤料投入沉井管与钢套管之间的环形空间内；5)用免共振液压锤将钢套管缓缓取出，取钢套管的过程中如发现滤料有下沉现象及时补充滤料至原高度，再进行提管，直至将钢套管取出为止；6)将黏土分层填入滤料上方，分层夯实；7)采用空压机洗井后安装吸水管等进行抽水成井。

技术总结
本发明公开了一种管井降水成井装置及管井降水成井方法，包括：钢套管，钢套管设于管井孔中；沉井管，沉井管通过扶正器设于钢套管内，沉井管由上至下包括实管段、滤水管段及沉砂管段，沉砂管段的底部设有封堵板，滤水管段的外围绑扎有钢丝网；滤料层，滤料层设于钢套管及沉井管间，滤料层上设有夯填黏土层；以及吸水管，吸水管的下端伸入沉井管内，吸水管的上端伸出管井孔并连接于抽水机上。本发明中于沉井管外围设置钢套管，以保证沉井过程中不受周边复杂地质条件的影响，有效避免在传统成井工艺中易出现的缩颈、塌孔等质量缺陷，保证一次成井的成功率及成井质量。井的成功率及成井质量。井的成功率及成井质量。


技术研发人员：李会贤 王伟博 张艳明 张桂军 郭志国
受保护的技术使用者：中国一冶集团有限公司
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/10/13