摘要：封隔震荡洗井技术作为新型洗井技术的代表，在水文地质勘查的过程中大放异彩，作为针对传统洗井方法浪费时间、洗井效果差，而且对大厚度含水层并不能彻彻底底洗净的问题，实践探索出的新洗井技术。本文主要概述了封隔震荡洗井技术的原理与工作过程，各项实例都表明封隔震荡洗井可实现大厚度含水层彻底洗净，封隔震荡洗井新技术的广泛运用大大提高了洗井质量和效率 。该技术可以称得上大大提高了水文地质勘探精度。
关键词：封隔震荡洗井新技术；水文地质勘查；应用讨论
1 封隔震荡洗井技术的工艺设备
目前，为了适应不同水文地质的勘探需要一般常用的封隔震荡洗井技术有两种方法，即气动封隔器分层洗井法和气囊封闭洗井法。
封隔震荡洗井设备中主要是由两个封隔器为主体并以并联方式连接到一块，再分别用两根高压气管通过地面设备进行控制。把潜水泵通过泵管连接到两个封隔器的中间，所使用的电缆从上面一个封隔器的芯管穿过，整体的组合完成长度与潜水泵所使用的功率根据所挖掘的含水层水含量以及地层结构的复杂程度所决定，还需要在每个被隔开的井段放置上相应的传感器[1]。
封隔器: 主要由上连接头、中心穿孔管、胶筒座、胶质筒、过滤网套和下连接头等装置组成。在使用时利用高压氮气通过不锈钢软管进入到扩张型胶质筒和中心管环空腔内，使胶质筒开始扩张，实现起封，结束时打开地表的三通型控制阀门，泄去压力即可实现解封。
传感器设备:分层段可视型设备，在地表显示器上可以实时的显示出地下水压力数值、温度数据及历史曲线等具体数据；无线连接传感器，可以实现精确的测量、记录水位、压力以及温度数据等；气压传感器，可以采集试验过程的大气压及温度；井下传感器，开始洗井前固定在井管上，根据动态水位及设备量程确定安放位置，固定过程中需进行防震荡和防磕碰保护；超声波流量计，可实时显示和记录流量[2]。
2 洗井原理
封隔震荡洗井法的主要功能包括两方面:一个是封闭井段作用，在洗井作业时将双封隔器同时打开以便于封堵相应长度井段或者使用充气封闭胶囊进行封堵，在总泵力不变情况下，通过减小进水井段，限制地层中一定时间内进入井管中的水量，从而对含水层中堵塞物的冲刷能力也相应的大大增强，同样对井壁泥土的破坏能力也相应增加。第二便是震荡效果，主要是利用水锤效应。水锤是管道瞬变流动中的一种压强波，是由于管道中某一段的流速突然发生了变化，导致该处压强产生一个突然的上升或下降。封隔震荡洗井法就是利用开泵停泵的瞬间在井内产生巨大的压强，反复冲击破坏泥皮，以沟通含水层和井壁的连通性，达到良好的洗井效果。
3 水文地质勘探使用的洗井法的主要类型与常规洗井技术在使用过程中存在的不足
（1）水文地质勘探使用洗井法的目的与主要类型
在水文地质勘探的过程中往往需要进行打孔勘探检测，而在钻头开始在岩石上打孔的瞬间，打出来的泥浆中的流动水、固体颗粒以及杂质聚合物就不断向井段孔隙中渗入形成泥皮表层。随着渗入的不断增加，泥皮表层的厚度也不断增加。泥皮表层的形成虽然能够平衡各个地层之间的压力，减少泥浆的漏出，但也会影响水文地质勘探孔的钻孔出水量以及通过抽水化验数据计算出的的相关重要参数。所以，洗井的主要目的就是破坏在钻头钻井过程中在井壁上形成的泥皮表层，清除掉渗入含水层中的固体颗粒以及杂质聚合物，同时要让过滤料和靠近过滤料的岩石颗粒按其自身大小重新排列组合以便于后续工作的开展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆打出来的泥浆中的细小颗粒在钻头钻进过程中短时间内便可以渗入地层内部，如果洗井工艺效率过低，放置时间过长，泥皮表层便会发生硬化，给后续工作带来极大的困难。洗井简单讲就是通过物理作用和化学作用，彻底清除井内的泥皮表层，抽离出渗透进含水层中的泥浆和岩石颗粒，增加井孔周围含水层的渗透性，使含水层中的水能畅通地流入井中，以便达到增加井孔出水量和延长井孔使用寿命的目的。在洗井过程中显现出效果的好与坏是水文地质勘探和勘探井成功的关键[3]。
据大数据统计分析，现有的洗井方法多达上百种，但常用的主要是二氧化碳洗井法、空压机洗井法、抽水洗井法、震荡洗井法、活塞洗井法、喷嘴反冲洗井法、抽筒洗井法等。
（2）常规洗井技术在使用过程中存在的不足
常规洗井方式主要包括机械式洗井和化学式洗井两大种类。对于泥皮、泥沙淤积堵塞过滤器等常规问题，都可以采用机械洗井方法处理。反复的抽压和震荡都会对井壁产生一定的破坏，在多细小颗粒含水层中洗井时，可能还会引起大量进砂。洗井作业时间长、成本较高，并且受地下水位的限制，更重要的是只能进行井壁表面的泥皮颗粒清理，内部的杂物并不容易清除。另外传统洗井设备体积都很大，运送麻烦。而化学洗井技术所使用的化学试剂一般都具有一定的毒性， 在试剂的运输和使用的过程中对设备和施工人员都造成生命威胁，而且在使用过后会对环境造成很大污染[4]。
4 封隔震荡洗井优点及实际应用方式
相较传统方式笨重、冲洗效果差等缺点，封隔震荡洗井法不仅提高了洗井质量与效率，操作运用还极为便捷。
首先在使用封隔震荡洗井时先从上至下的的逐阶段进行，先把封隔器装置安装在低于最低含水层顶部的位置，接着给封隔器充气，这样就封闭了水井中底段含水层的其它区域，能够在隔离状态下对上段含水层进行洗井作业，作业时两个封隔器同时进行起封，再反复开启关闭水泵对封隔井地段进行震荡洗井，直到清洗干净后移开封隔器组合装置并开始下一井段的洗井作业。分层抽水阶段时封隔器分别进行起封和解封，直到清洗完全部井段，洗井工作结束。
采用气囊法洗井是先在洗井位置下插入长约一米左右的带孔管，带孔管上下两端都带有封闭型胶囊。在洗井开始时首先用充气泵充满整个封闭胶囊，利用胶囊封闭该段的滤水管。在关闭出水管的阀门后，打开空气压缩机，使高压空气压入到含水层中，冲动渗入含水层的泥浆，经过一段时间后，在打开出水管道的阀门，涌入的空气与水流将急速带动含水层中泥沙涌至井内，随后排出井外。当本段滤水管冲洗干净完毕后，将胶囊放空，移动开吹洗工具，依次逐段的吹洗滤水管的其他部位，直到吹洗完全部的滤水管，洗井工作结束[5]。
在整个洗井的过程中，封闭胶囊的封闭和开启是最重要的两个阶段，胶囊密封性的好坏直接关系到了洗井的最终效果。
无论哪种洗井方式在洗井前都需要详细了解勘探孔相关资料和数据，针对不同情况制定不同的洗井及抽水试验规划。在应用过程中注意工艺设备使用细节，合理使用设备，避免试验失败，浪费时间且增加劳动强度。
5 结论
封隔震荡洗井新技术在水文勘探的应用，极大的解决了水文勘探孔附着的泥皮难以彻底洗净的问题，提高了洗井质量与效率，还大大提高了水文地质勘探精度。相比传统洗井方式洗井作业时间长、成本较高、运送麻烦的缺点，封隔震荡洗井技术具有洗井质量好、可操作性强，数据精度高等优点。随着水文地质勘探对数据精度要求的提升，这项技术在水文地质勘探中将发挥极大的作用。这在另一方面也说明了在洗井方面，安全、便捷和稳定是技术关键。我们要立足实际 探索出适应我国特点的新型洗井技术。
参考文献：
[1]王晓燕,安永会,邵新民,解伟,张梦南,龚磊,吴玺,王文祥.封隔震荡洗井新技术在水文地质勘查中的应用研究[J].水文地质工程地质,2017,44(04):30-33.
[2]钱学溥,任虎俊,杨光辉,李本军.矿区水文地质勘查类型及基本工程量[J].中国煤炭地质,2016,28(02):35-38.
[3]王偲,吕健,杨甘生.水文钻孔新型洗井技术简介[J].人民长江,2015,46(S1):103-105.
[4]刘德旺.工程地质勘查中的水文地质问题分析[J].山西建筑,2014,40(34):80-82.
[5]华解明,傅耀军,白喜庆.我国煤矿区水文地质勘查与环境地质评价现状及发展趋势[J].煤田地质与勘探,2006(03):40-43.
论文作者:王伟华,王新红
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：水文论文; 含水层论文; 地质勘探论文; 过程中论文; 技术论文; 井壁论文; 作业论文; 《防护工程》2018年第20期论文;