浅谈鲁北地区几种常见水井故障的处理方法

王文革，王国红

（山东省鲁北地质工程勘察院，山东 德州253015）

1 引言

鲁北地区所钻凿的深水井在使用过程中遇到的故障有以下几种类型：

（1）由于检修不及时造成井内深井泵法兰螺丝及泵管腐蚀严重，以至于泵管及泵体掉入井内，影响了水井的正常使用；

（2）由于深水井长期停用、管理不善，造成人为将异物（石头、砖头等）投入井内、堵塞井管无法使用；

（3）由于深水井使用年限较长，及井管缺陷受地下水腐蚀等原因，造成井管破裂、漏沙、淤塞不能使用。

上述故障一般处理原则与步骤是：①查清事故的原因；②确定合理的处理方法，进行必要的计算、测量，选择适当的设备及钻具工具等；③组织精干的技术力量，以确保安全。

2 几种深水井故障的处理方法

2．1 深井泵掉入井内

（1）产生故障的原因

由于深井泵使用时间较长，造成部件磨损严重，老化，失去原有性能，强度受到影响造成深井泵在使用过程中或在提泵检修过程中掉入井内。

（2）处理故障的方法

在查清井内事故头的形状，深度的基础上，经计算，测量确定合理的处理方法。这种故障通常采用钻杆将特制的捞桶送入井内用以打捞深井泵，是选用一定长度且内径大于深井泵外径的钢管，在其上加工几组倒刺，并将其弯入管内一定尺寸，以其小于深井泵最大外径为准，这样当深井泵进入捞桶内部时，其叶轮导水壳较细的部位被捞桶倒刺卡紧，即可成功将其打捞上来。

（3）工程实例

① 山东省公路技校某供水井由于深井泵使用时间较长，轴承磨损严重，致使第一节叶轮扫镗打坏第一节导水壳，造成下部泵体及电机脱落。该井深800m，上部泵室管为φ325mm直缝管，长180m，变径下为φ177．8mm石油套管，掉入井内的深井泵最大外径φ184mm，扬程154m3，水量50m3，其上部有少量电缆，了解到这些情况后，技术人员决定选用一8t吊车进行打捞，工具选用自制捞桶，φ219mm、L＝1．42m具体形状见图1。

图1 捞桶

钻杆采用φ60钻杆，其它工具有垫叉、提引器、管钳、自由钳等，经计算脱落水泵的深度后开始下钻打捞，当下至事故头后，用管钳转动钻具，反复摸索，终不能下入事故头下，经感觉判断，事故头上部可能有异物落入，提钻验证，果然发现捞桶底部有红砖粉沫的痕迹，为了对付上部的落物，我们又对捞桶进行了改造，根据具体情况，决定在原φ219mm的捞桶下部经变径后加焊φ300mm，L＝0．90m的捞桶1只，并将其底部加工成锯齿形以便沿泵室管壁插入下部的泵体，经下钻打捞，成功将掉入的电缆及深井水泵捞出，见图2。

图2

②德州百货大楼货仓消防自备井水泵掉入，因该井位于室内，场地狭窄，大型设备无法靠近，只好就地取材，利用二楼墙壁作支承、固定好导链，采用捞桶及φ42钻杆打捞。但对上事故头后，就是打捞不住，后经该单位将上部断头拿来验证，是由于长年锈蚀，该泵管在法兰下部断裂，也就是井内残留部分上部已没有了法兰。于是探讨新的打捞方法，经测量出水管直径φ50．8mm并不大，采用打捞钻杆所用的母锥φ42～57／φ73型，应能将其套住，再用母锥组装好后下入井内很快对上断头，用48″大管钳上扣，确认上紧后用导链提升，成功将掉入水泵打捞上来。

2．2 打捞工具及钻具掉入井内

（1）产生故障原因

在打捞脱落的深井泵时，由于操作不慎，致使打捞工具及钻具等掉入井内，造成二次事故。

（2）处理故障方法

了解井内情况，选用活门捞桶进行打捞。

（3）工程实例

德州油毡厂某水井，水泵掉入井内，经了解情况后采用DPP－100－3E探矿车进行打捞，工具仍然是自制捞桶及φ42钻杆等，下钻过程中因工人未用管钳将钻杆拧紧，提拉时由于单股钢丝绳返劲，造成钻杆脱扣，捞具及钻杆掉入井内，而且出现多个事故头，为此我们设计制作了活门捞桶，见图3。

其原理是当捞桶下入井内，事故头进入捞桶时自动顶开活门，当高度超过锁接头（φ57mm，L＝200mm）后，活门便在重力作用下落下自动卡紧钻杆（φ42mm），为防止活门不能自动落下，在其上部两侧各焊一φ10mm钢筋，长L＝70mm左右，其长度以略大于活门支承轴与捞桶内壁之间的距离为准，此方法只适用于带锁接头的事故钻杆，用此方法顺利将脱落钻具及水泵全部打捞上来。

图3 活门捞桶

2．3 电缆掉入井内

（1）产生故障原因

由于深井泵掉入井内时将上部电缆一同带入井下。

（2）处理故障的方法

弄清井内事故头上部电缆数量，选用适当的工具进行打捞，将电缆捞出后再打捞下部泵体等，这种故障可采取捞矛捞取电缆，再用捞桶打捞下部泵管及泵体的方法。用钻杆将捞矛下入井内脱落电缆处，边转动边往下下矛，这样电缆即被捞矛的倒刺所缠绕，当感觉阻力很大时即可提钻，这样反复几次即可将井内脱落电缆捞出。

（3）工程实例

德州刨花板厂在提泵检修中，其深井泵由于年久失修，法兰螺栓锈蚀严重，自某法兰处断开，掉入井内，其上部带有几节井管及较长电缆。经研究决定采用吊车进行打捞，开始下入捞桶，下到位后用管钳拧动有少量下降，但套不住事故头，归队后加工跃进锥，下至事故头并下入一段后投钢粒，想通过卡取泵管内部的方法打捞仍不能凑效，通过下钻中的感觉考虑可能是电缆太多，使打捞工具不能到达有效的打捞位置。于是决定首先打捞电缆，然后再打捞下部泵管及水泵，捞电缆所用捞矛如图4所示。

用一φ42mm短钻杆，长0．80m，上部上φ57mm母接头，下部用φ16mm钢筋长100mm，交叉均匀镶焊几组倒刺，组装好后下到事故位置，用管钳边转边下，直至转不动为止，提钻发现断电缆被提上来，再次下入，直到将电缆打捞干净，再下捞桶，套住法兰，成功将泵管及泵捞出。

2．4 井内异物

（1）产生故障原因

图4 捞电缆用捞矛

由于水井长时间停用且管理不善，或在提泵检修过程中未及时将井口封盖，被人为投入异物堵塞井眼，造成水井无法正常使用。

（2）处理故障的方法

选用适当的钻机及泥浆泵，采用冲、扫、捞等方法，将井内的异物清理干净，疏通含水层，恢复水井的性能。

（3）工程实例

①德州市农业局苗圃，某供水井，井深400m，为钢筋水泥井管，上部150m泵室管内径325mm。由于较长时间停用且管理不善，被人为异物堵塞。我们决定用DPP－100－1型汽车钻机扫孔，将堵塞物疏通，所用泥浆泵为BWT－450型车装泵，钻具为φ219岩心管，硬质合金钻头φ42钻杆，下钻扫孔，开始是砖头及淤泥等杂物，继而阻力增大，好象是石头之类坚硬物体，继续钻进，又进尺450mm后投卡料，提钻发现一块料石被带上来（长500mm，宽300mm，厚200mm）此后井内水位下降，说明与含水层连通，下泵抽水，逐渐正常，见图5和图6。

图5

图6

②德州酒厂某水井，例行检修水泵，将泵提出井口后，去吃午餐，没及时将井口封盖，下午下泵中间受阻不能顺利到位，只好请我们去处理。我们决定用DPP－100－1型钻机先下捞桶探模情况，判断井有落鱼，然后决定下φ219mm岩心管，合金钻头，进行套取，中间钻遇坚硬物体，卡住后提钻发现为一水泥檩条，再次下钻用与水泵相同尺寸的探井器探测，直到预定位置未发现遇阻现象，提钻下泵，顺利到位。

2．5 井管漏沙

（1）产生故障原因

因水井使用年限较长，井管被腐蚀造成漏沙淤积滤水管，使含水层被堵，水井出水量降低且含砂量过大，无法正常使用。

（2）处理故障的方法

首先确定井管破裂位置，然后采用合适的止水方法封闭该段井壁，再用钻机及泥浆泵冲捞井内淤积物，直至恢复水井的使用性能。

（3）工程实例

德州某单位自备井，因使用年限较长，井管被腐蚀造成漏沙，且上部咸水进入井内，使水质变咸无法饮用，所漏沙淤积滤水管造成出水量降低。我们采用DPP－100－1型钻机及BWT－450型泥浆泵进行处理，从提上的深井泵法兰上的砂判断漏沙位置后，又用井下电视察看，确定了破裂位置，然后采用套管加膨胀橡胶的同径止水法封闭该段，再下钻用泥浆泵冲孔及取粉管捞砂，将井内淤积的粉土、粉砂冲捞出井外，之后含砂量达到规范标准，出水量明显增大，水质很快变好，恢复正常使用。

3 结语

（1）水井故障千变万化，在处理过程中首先应调查清楚事故的原因及事故性质，因地制宜，采取相应的措施，选择合适的打捞工具，同时应多做几套预案，以便情况变化时从容应对，提高成功率。

（2）由所处理过的故障可知，由于缺乏检修而造成的脱落故障较多，建议成井交付使用后应提示使用单位定期及时检修水泵及泵管，以免造成不必要的损失。

（3）处理事故之前一定要做技术交底，严密组织，精心操作，以免造成事故摞事故，给处理工作增加难度，造成人力物力的浪费。

（4）在处理事故前一定要充分的调查研究，切实摸清井内情况，以便对症下药，切不可盲目行动，造成被动。

［1］ 李智光．岩心钻探基础知识问答［M］．北京：地质出版社，1984．

［2］ 王世光、梦麟 ．钻探工程——设备、管材、工艺方法［M］．北京：北京地质出版社，1993．

［3］ 尹明泉，杨成波 ．浅谈青岛地区几种常见局部异常地基的处理［J］．山东深基础工程，2006（3）．