陶粒贴砾过滤器的研制与应用.pdf

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1、2009年8月探矿工程(岩土钻掘工程)7陶粒贴砾过滤器的研制与应用李炳平，解伟，李小杰，叶成明(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北保定071051)摘要：针对水井修井和水平井成井填砾困难的特点，通过大量室内试验，研制了陶粒贴砾过滤器。该过滤器以PVC—U塑料管作衬管、陶粒作滤料，经粘合剂粘结而成，具有滤水阻砂效果好，整体质量轻，韧性好，滤层的抗压、抗冲击强度高等优点。介绍了陶粒贴砾过滤器的基本性能特点和应用效果。关键词：水井；陶粒贴砾过滤器；衬管；粘合剂；性能指标中图分类号：TU991．12

2、文献标识码：A文章编号：1672—7428(2oo9)08—0007—04DevelopmentofPorcelainGranulePie-coatedWellScreenandtheApplication／L／Bing-ping，XIEWei，LIXiao-j~，YECheng-ming(CenterforHydrogeologyandEnvironmentalGeology，CGS，BaodingHebei071051，China)Abstract：Accordingtothedificultie

3、sofwaterwellrepairingandgravel·fillingforhorizontalwell，porcelaingranulepre-coatedwellscreenwasdevelopedbasedonalotoflaboratorytests．PVC—Uandporcelaingranuleweretakenasthelinerpipeandfiltermaterialwithoutstandingpermeabilityofwaterandsand—resistanceefec

4、t．Thepaperintroducedthedevelop-mentprocessoftheporcelaingranulepre—coatedwellscreenandtheapplication．Keywords：waterwell；porcelaingranulepre-coatedwellscreen；linerpipe；bondingagent；performanceindex目前，传统的填砾成井已无法满足日益发展的针对上述问题，课题组通过大量室内试验，研制水文地质、环境地质的需求，如地下

5、污染物治理，地的陶粒贴砾过滤器，可以解决水井填砾不均和水平质灾害地下水疏通，水平井、深井取水和水井修复井、修井填砾困难等问题。等。常规填砾成井存在几个关键问题：第一，在成井填砾过程中易造成砾料分选不均或架桥、蓬塞而垮1陶粒贴砾过滤器材料的基本性能塌导致水井涌砂，特别是水平井、深井成井和水井修1．1陶粒复填砾困难或根本无法实施填砾；第二，在填砾成井陶粒通常用于水质净化和污水过滤介质，它是工作完成后，因洗井或开采地下水时砾料会下沉而以优质粘土为基料，经粉碎、团粒、高温烧制而成的与含水层错位导致水井涌砂甚至

6、报废；第三，通常成球形颗粒，它的主要成分是SiO、A1O3、FeO，等，其井中要求填砾厚度在75～200mm之间，但在细颗表面粗糙且带微孔隙，与其它滤料相比，陶粒具有较粒地层或粉细砂地层中成井，为了保证阻砂效果和高的孔隙率和渗透性能及比表面积，且强度高、密度成井质量，需要钻进更大直径的钻孔以增加填砾厚低、不易破碎、颗粒均匀，在水中耐腐蚀、不结垢，使度，从而导致钻进效率降低和施工成本增加。用寿命长。其物理性能指标见表1。表1陶粒物理性能指标收稿日期：2009—03—26；改回日期：2009-07—27基

7、金项目：国土资源部“十一五”第一批重大科技创新项目(编号：1212010734411)作者简介：李炳平(1958一)，男(汉族)，河北人，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心高级工程师，钻探工程专业，从事水文地质钻探研究和开发工作，河北省保定市七一中路1305号。8探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第8期1．2衬管陶粒贴砾过滤器采用PVC—U塑料滤水管作衬管，其主要特点有：(1)管材密度低，运输和安装方便，井管密度为1．35～1．45g／cm，质量仅为钢管和铸铁管的1／6左右；(2)抗腐蚀能力强，井管

8、几乎不与酸、碱、盐等化学物质发生反应，本身无毒，不污染地下水源，使用寿命可在50年以上；(3)抗拉、抗压强度高(测试结果为：200mm×9．8mm横条缝抗拉、抗压强度分别为45．7和31．0MPa；竖条缝抗拉、抗压强度分别为40．9和31．1MPa)、韧性好，井管环刚度>32000N／m。图1渗透性能测试装置示意图1．3粘合剂1一金属圆筒；2一金属孔板；3一测压管；4一溢水孔；5一渗贴砾过滤器在生产应用中会受到各种因素和复水孔；6一调节管；7一滑动架；8