pvc-u管材在水井工程的应用

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1、PVC-U管材在水井工程中的应用吴永刚13833019005摘要：水井是一种古老的取水工程，水井在我国对开发和利用地下水资源、发展农田灌溉和人畜用水方面起着重要作用。而在水井工程中，传统用于成井的管材以铸铁管、钢管和水泥管等为主，这些管材存在严重的腐蚀老化问题一直难以解决。井壁管腐蚀不但影响水井的寿命，并产生许多不良后果，诸如地面沉降、地层坍塌、水质污染、和水井涌沙等，特别是一些地下水水质腐蚀性较为严重地区，损失更是惊人。基于此，很有必要对井管腐蚀问题进行研究，开发相应的新工艺、新技术、新材料，寻找对策。为此我公司与河北中水勘察技术有限公司、内蒙古包钢勘察测绘研究院、大庆石油管理局供

2、水公司、吉林大学一道参与了中国地质调查局地质调查项目“全塑料供水井成进技术研究”，共同研究金属井管的腐蚀机理问题，并研发水井用防腐塑料井管、滤水管，设计全塑成井工艺，包括其连接方式，安装操作工艺等。本文就传统金属管材在地下环境的腐蚀机理包括井管的腐蚀类型，作用机理、腐蚀速度的影响进行了分析，并结合内蒙古乌拉特前旗全塑成井工程，对PVC-U管材水井工程进行总结，介绍了PVC-U管材的特点、连接操作方法等，希望能为水井工程提供一种新的材料，从而促进PVC-U管材在水井工程中的推广和应用。关键词：腐蚀井壁管PVC-U管成井工艺一、水井的发展概况世界各国在水井工程设计和施工方面有着不同的工艺

3、和特色，在钻进方法井管材料选择水井杀菌消毒管理规范化方面有着严格要求和规范。在四十年代开始尝试采用塑料井管，七十年代初期，发现，重量轻的塑料管，能为轻型钻机和有少数钻工组成的机组所操控和掌握，早年建造的水井在长期使用中也表明，塑料井管不受土壤和地下水的化学影响不适于铁细菌生长，寿命长，仅需少量维护和保养，并且在必要时可对水井进行化学处理而不损伤井管，在力学性能上，仍能承受通常地层压力达300米效果仍然很好。到目前，国外水井工业中，井管和滤水管约有70%都为塑料管有30%左右为钢管和铸铁管，水泥类管道由于成井质量等原因已被淘汰。我国水井工程的井管材料一般为钢管、铸铁管和水泥管，城镇供水

4、主要以铸铁管和钢管为主，通过对当前水井调查研究，施工水井的成井结构设计、尽管和滤水管的选择都不合理，井管腐蚀严重，造成井管腐蚀变形、破裂，水井涌沙等问题突出。七十年代开始，对塑料井管、滤水管进行了小批量推广应用，取得里较好的效果，但由于生产技术和成井工艺等原因，未能进一步开发。目前，国内大口径水井工程，铸铁管在成井管材中占70%左右，其余的以水泥类管为主，对于小口径水井，塑料井管和滤水管的开发和应用逐年上升，但由于传统观念和塑料井管产品质量标准等问题，成井工艺上又缺乏指导，致使这项技术发展缓慢，也影响了塑料井管在国内的推广。水资源的短缺是一个全球性问题，对地下水资源的开发和利用显得日

5、益重要，由于地热资源的洁净性等优点，近年来也得到很大的开发和利用，在所有这些钻井中所使用的井管多时传统的金属管材，由于井管腐蚀造成的浪费和损失以及一系列、其他不良后果一直没有得到很好的解决。本世纪50年代以后，随着石油化学工业的飞速发展，石油深加工技术日趋完善，塑料制品种类多样化，产量迅速增长，使之逐步发展成为一种新型工程材料。塑料管和传统管材相比，塑料井管性能均一，抗腐蚀能力强，且具有重量轻，抗磨损和生物惰性、水流阻力小，，使用寿命长，安装简便迅速，造价较低等显著优势，受到了管道工程界的青睐。结合以上特点，塑料井管具有广阔的应用前景，研究开发塑料井管意义重大。二、传统井管（铁管）的

6、腐蚀机理研究1、井管的腐蚀类型腐蚀类型腐蚀成因危害及速度化学腐蚀电偶腐蚀缝隙腐蚀孔蚀磨损腐蚀应力腐蚀PH〈5；酸洗井；酸物质渗透材质不均；形成电极电位差表面泥砂、水垢屏蔽作用等Cl-、ClO4-等含量较高含砂量大、水流速度高等焊接加工造成的应力等危害大、腐蚀速度快危害大、腐蚀速度快危害大、腐蚀速度慢危害大、腐蚀速度快危害大、腐蚀速度慢危害大、腐蚀速度慢2、井管的腐蚀机理1）氧化理论（Acid.theory）：由于水中的碳酸（H2CO3）作用，铁变成碳酸亚铁，接着再被水中的氧所氧化，成为氢氧化铁。　　2）过氧化理论（Peroxide.theory）：铁首先和水化合成氢氧化亚铁，这时产生

7、的氢气和水中的氧化合生成H2O2之后，氢氧化亚铁和H2O2化合生成氢氧化铁。　　Fe+2H2O→Fe（OH）2+H2↑　　H2+O2→H2O2　　2Fe（OH）2+H2O2→2Fe（OH）3（锈）　　3）电化学理论（Electrochemical.theory）：腐蚀是由电化学反应而引起的，首先生成的是氢氧化亚铁，在碱性水中，与氧化合生成氢氧化铁，形成膜而停留在金属表面。在酸性水时，先与水中碳酸形成的CO2化合成重碳酸亚铁[Fe（HCO3）2]后再与水中氧