許怡萍（中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司 陜西 西安 710077）

一、水文、水井鉆探的目的及分類

為了獲得水文地質(zhì)資料和開發(fā)地下水所進(jìn)行的鉆探工作，稱為水文水井鉆探。根據(jù)鉆探的目的，有些孔為了獲取水文地質(zhì)資料，這樣的鉆孔稱水文地質(zhì)孔或水文勘探孔，簡稱水文孔。而另一些直徑大的井，目的是為工農(nóng)業(yè)供水，這樣的井叫做供水井。因此，水文水井鉆探可以分為水文鉆探和水井鉆探。

1.水文鉆探

水文鉆探是以查明地下水的埋藏條件，運(yùn)動(dòng)規(guī)律，水質(zhì)、水量以及水溫等水文地質(zhì)規(guī)律為目的的。達(dá)到普查、勘探地下水的儲(chǔ)量，為合理的開發(fā)利用、保護(hù)或補(bǔ)給地下水提供所需的資料。以所處的水文地質(zhì)勘探階段、性質(zhì)的不同，水文孔又分為以下幾類：

（1）水文地質(zhì)普查孔（簡稱水文地質(zhì)孔）

（2）水文地質(zhì)勘探孔（簡稱勘探孔）

在普查后已初步掌握地層、構(gòu)造等情況的基礎(chǔ)上，著重了解地下水的水量、水位、水質(zhì)、水溫等情況。為合理開發(fā)地下水及正確評(píng)價(jià)地下水而進(jìn)行的工作，這就需要分層觀測，分層抽試，單、群孔抽水等，借以達(dá)到正確劃分含水層的組、段，地下水流向，補(bǔ)給關(guān)系，地下水下降漏斗等。

（3）探采結(jié)合孔

在取得水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，為了合理開發(fā)地下水，進(jìn)一步了解水文地質(zhì)情況，同時(shí)考慮工農(nóng)業(yè)急需，將已取得資料的孔（或取得部分資料）移交生產(chǎn)部門使用，作為開發(fā)井，同時(shí)在開采生產(chǎn)中進(jìn)而取得地下水的資料。這樣的孔既要滿足收集水文地質(zhì)資料的要求又要滿足開采生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)、水量、衛(wèi)生以及永久開采的要求。

2.水井鉆探

為了供水的需要而進(jìn)行的鉆鑿管井的鉆探工程稱水井鉆探。水井鉆探所形成的孔徑大，因此稱井。下井管專為供水的井稱供水管井。隨著大氣水、地表水、地下水的“三水”統(tǒng)管工作的發(fā)展，水井鉆探已超出了供水范圍，它與地下水的補(bǔ)給、污水的排除、城市地面沉降與回升等工程聯(lián)系起來了。

二、水文、水井鉆探的特點(diǎn)

1.地層復(fù)雜

水文鉆探大多工作在第四紀(jì)的卵礫層、砂層、粘土層或基巖裂隙層。這些地層給鉆探工作帶來的問題是塌坍、漏失和不易取芯等。故稱為“復(fù)雜地層”，即發(fā)生事故多，效率低，鉆進(jìn)和采芯都困難的地層。

2.鉆孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜

由于要獲得分層水文地質(zhì)資料，就要求切斷各含水層之間的水力聯(lián)系。因此，下入套管的層次多；鉆孔直徑大；止水要求嚴(yán)格；井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

3.鉆進(jìn)方法多

由于地層復(fù)雜，即使在一個(gè)鉆孔中，往往會(huì)遇到迥然不同的幾種地層，因此，使用多種鉆進(jìn)方法。

這個(gè)試探法通過較大的閾值來過濾掉噪聲使每個(gè)臺(tái)站的P波記錄初始化成一個(gè)新的質(zhì)點(diǎn)濾波。由于可以根據(jù)被另一質(zhì)點(diǎn)濾波追蹤的現(xiàn)有事件進(jìn)行局部監(jiān)測，因此有必要對(duì)單個(gè)度量進(jìn)行新的初始化。這個(gè)度量的自然選擇是P ［z｜］，即觸發(fā)臺(tái)站的測量可由現(xiàn)有事件解釋的概率。我們可以根據(jù)單個(gè)臺(tái)站的似然函數(shù)（公式12）直接計(jì)算出這個(gè)度量。然而在這種情況下確定Aexp是非常重要的，因?yàn)樗婕坝?jì)算多個(gè)波前干擾的加性效應(yīng)。在這里我們提出了另一種可替代的度量，可以加快計(jì)算的速度。這種度量是由現(xiàn)有任何事件和最大概率時(shí)的閾值引起的震動(dòng)的概率，公式如下：

4.設(shè)備型式多

由于鉆進(jìn)方法多，要求鉆進(jìn)設(shè)備與之相適應(yīng)。因此，當(dāng)前水文地質(zhì)水井鉆探所用的設(shè)備類型繁多。

5.勞動(dòng)強(qiáng)度大

由于水文地質(zhì)水井鉆探孔徑大，破碎巖屑多；因此，給鉆探工人增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。

三、水文、水井的鉆孔結(jié)構(gòu)

1.水文孔下入孔內(nèi)套管的類型

下入孔內(nèi)的套管類型綜合起來有五種：孔口管；導(dǎo)向管；開采管；過濾管；技術(shù)套管。

2.水文與水井鉆孔結(jié)構(gòu)

水文、水井鉆孔結(jié)構(gòu)是高效施工和優(yōu)質(zhì)鉆進(jìn)的前提，也是獲取完整的水文地質(zhì)資料的保證。在相同的地層條件下，由于鉆孔的功用不同，可以設(shè)計(jì)出不同的鉆孔結(jié)構(gòu)；而一個(gè)優(yōu)良的鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)相當(dāng)范圍的地層條件。因此，鉆探技術(shù)水平的高低，也反映在鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。

（1）水文地質(zhì)普查鉆孔的結(jié)構(gòu)

水文地質(zhì)普查鉆孔要求全孔取芯，終孔直徑一般為110 mm巖芯采取率不低于75%，直徑127mm的套管是做為必要的護(hù)孔管。井口管直徑 146mm的套管或更大。

（2）水文地質(zhì)勘探鉆孔的結(jié)構(gòu)

水文地質(zhì)勘探孔主要是獲得水文地資料。 因此，鉆孔必須進(jìn)行抽水試驗(yàn)，要求濾水管直徑不小于108 mm。

（3）探采結(jié)合鉆孔的結(jié)構(gòu)

探采結(jié)合孔其特點(diǎn)是既要滿足勘探鉆進(jìn)的要求，又要考慮成井的需要。探采結(jié)合鉆孔的濾水管多采用直徑146 mm或更大的濾水管。上部井管應(yīng)根據(jù)下入井內(nèi)的深井泵體直徑的要求而定。一般井管直徑比深井泵公稱尺寸大一級(jí)。

（4）水文地質(zhì)長期觀測鉆孔的結(jié)構(gòu)

水文地質(zhì)長期觀測鉆孔的任務(wù)是在取得水文地質(zhì)資料后，要進(jìn)行長期的監(jiān)測地下水的活動(dòng)情況。因此，水文地質(zhì)長期觀測鉆孔要有較好的成井工作，鉆孔結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)得合理。

（5）供水水井的井身結(jié)構(gòu)

供水水井在井徑上要求要大一些，其管外止水密封采用永久性的封固。 供水水井由于用戶要求不一，使用的目的也各異，井管種類繁多。因此，在設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)時(shí)都應(yīng)加以考慮。

①淺供水井（淺井）：淺供水井是指深度在60m以內(nèi)的農(nóng)田灌溉井。井徑一般大于400mm的口徑，井管采用鑄鐵管、混凝土管等。井身結(jié)構(gòu)多為一徑到底。

②中深供水井的結(jié)構(gòu)：當(dāng)井深超過l00m、小于300m時(shí)稱中深井。井管以鋼管、塑料管和鑄鐵管居多；井管內(nèi)徑多在200—300 mm。

③深供水井的結(jié)構(gòu)：超過300 m的供水井稱深井。多用于城市供水、工業(yè)供水和一些淺部地下熱水的水井。這種井要求管外嚴(yán)格牢固地密封，且中間采用多層的技術(shù)套管，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

④基巖水井的結(jié)構(gòu)：當(dāng)開發(fā)基巖中水時(shí)，必須將上部地表水或第四紀(jì)的含水層加以封隔，以保護(hù)基巖中水質(zhì)和量。

結(jié)束語

水文水井鉆探是勘探和開發(fā)地下水的重要手段。無論輕重工業(yè)、水電工程、礦山開采、農(nóng)田灌溉、國防交通等都要查明地下水的埋葬條件，活動(dòng)規(guī)律和含水層的性質(zhì)、水量，以便充分利用地下水資源為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

[1]許劉萬,曹福德,葛和旺.中國水文水井鉆探技術(shù)及裝備應(yīng)用現(xiàn)狀[J].探礦工程.

[2]許劉萬.水文水井鉆探工藝及設(shè)備發(fā)展情況[J].地質(zhì)與勘探.