高壓水沖洗管井技術的應用

【摘 要】針對同江市自來水公司水源地地下取水管井經長時間使用，管壁糊滿泥漿和鐵銹，堵塞過濾器，嚴重影響井的出水量。根據實際情況對此采用高壓水沖洗管井技術，達到了良好的沖洗效果，恢復了正常出水量。

【關鍵詞】高壓水；沖洗管井；技術

0.前言

管井使用時間長，管壁就會糊滿泥漿和鐵銹，堵塞過濾器嚴重影響井的出水量。需要沖洗以恢復出水量。

1.問題的提出

對水源井的良好維護是保障地下水廠正常運行的基礎，水源井在隨著運行年數增加，出水量會逐漸減少，甚至不出水形成廢井，嚴重影響地下水廠的供水生產能力，增加其電耗。而造成此現象的一個主要原因即為管井的使用過程中，經長時間使用管井過濾器表面極其周圍填礫、含水層被細小泥砂或被腐蝕膠結物堵塞，特別是在我們三江平原高含鐵錳的地下水中，管井過濾器在鐵錳細菌的腐蝕作用下，堵塞現象更為嚴重，我們一號井使用15年來，從未洗過，過濾器出現嚴重堵塞，直接影響井的出水量，設備不能充分發揮作用，嚴重阻礙著企業的發展，這種情況可以通過洗井來解決，因此必須清洗，以解決之。

2.管井堵塞物機理分析

影響管井堵塞物的因素諸多，根據成因類型可分為以下幾種情況：

2.1泥砂包結堵塞

當含水層為河漫灘地帶受沖洪積的影響，巖性顆粒很不均勻，粉細砂含水層位較多，并與粉質粘土、粉土及淤泥質粉質粘土互為薄層透鏡體。因此類含水層顆粒細小、穩定性差，極易隨水移動。當管井開采量過大，進水流速隨之增大，以致超過了管井的入管流速和地下水的允許滲透速度。含水層中砂粒流向井壁，經常長時間的堆積壓縮堵塞，并與沉淀的鈣質膠結在一起，嚴重的影響管井出水量。

2.2濾水管腐蝕氧化堵塞

對于第四系管井地下水主要靠河水、湖水和大氣降水補給，井水位受其影響變化幅度較大，特別是對井群長期抽水造成區域性水位下降，致使管井在變幅以上的濾水管長期置于動水位之上，空氣中的氧和二氧化碳參與強烈氧化，鋼管的濾水管材質更易氧化腐蝕堵塞。這種氧化作用隨著時間的延長而加深，并逐漸連成一片，嚴重堵塞濾水管，使管井出水能力大減。

2.3地下水化學沉淀膠結堵塞

當水中總含鐵量大于2mg/L時，總含錳量大于0.3mg/L時，管井的過濾器外部容易沉淀膠結而被堵塞。過濾器外部產生一層很厚的膠結層，同時在井孔周圍也可能產生一個膠結帶。因為地下水的化學成分是在漫長的時間里形成的，組成水的化學成分僅是處于暫時的平衡狀態，當管井開采時，地下水的化學親和力的相對平衡就遭到破壞，由于壓力發生變化（過濾器附近及過濾器內壓力減少），水中的溶解氣體（如CO2、O2、H2S）等的平衡狀態被破壞，于是一部分鹽類就從水中沉淀下來，特別是在含有各種碳酸鹽化合物和多量氧化亞鐵的水中，表現特別明顯。因此在過濾器的周圍逐步形成不透水的膠結物。在高含鐵地下水中，井壁周圍主要是鐵質膠結物。隨著使用時間的延長過濾器的進水量逐步減少。使管井的出水能力大大減少。

3.洗井方案的選擇

我們同江水司只有一個凈水廠，是以地下水為水源的，共有深水井4眼。我們地下水其水質特點是超低溫高鐵高錳（T=4～7℃，Fe含量12.75-14mg/L，Mn含量0.55mg/L）。由于地下水中富含低價鐵、錳離子，低價鐵、錳離子溶解于水，但與空氣接觸后，易發生氧化反應，生成高價的鐵、錳氫氧化物沉淀，此物質易造成含水層堵塞。洗井的目的是為了清除井壁過濾器上的鐵銹，泥漿，同時沖洗出含水層中的泥土，銹垢，使井的過濾器周圍形成良好的天然濾層、借以增大井孔周圍的滲透性，使管井達到正常出水量。選擇最佳的洗井方案，達到增加或恢復管井出水量之目的，并提高管井使用壽命。

（1）常用的洗井方法有活塞法，活塞法是用帶活門的活塞，利用鉆桿或掏泥筒的壓力迫使活塞下降，在井內即形成水力沖擊。當活塞迅速向下時，通過水栓把壓力傳達到過濾器，使水流向井外溢出。然后猛然提起活塞，使井孔下部造成真空，在真空的影響下，使井外的水以很高的速度流向井中，以破壞井壁的堵塞，但象我們井的過濾器的堵塞是鐵銹銹實，附著力比較強，活塞的沖擊力小是不適合的。

（2）聯合洗井法就是先使用“氨基磺酸+緩蝕劑”浸泡，然后再進行沖洗。聯合洗井法由于使用了酸性物質，雖然加入了一定比例的緩蝕劑，但仍然存在對井壁管的腐蝕作用。長期采用對管井存在潛在的威脅。因此，對此種方法一直非常慎重，以免造成井壁管的嚴重侵蝕，而導致井壁管破壞，致使水井報廢。

（3）再一種常規洗法是用空氣壓縮機。這種方法洗井效果比較好，但我們不能因洗一眼井去買一臺價格昂貴的空壓機。因此得到距我市250公里的佳木斯市請人家來洗，洗一眼費用近2萬元，價格對我們小水廠來講是相當可觀的。

（4）我們對水井過濾器堵塞進行分析，選擇用高壓水洗井。“高壓水沖洗”洗井法因是物理方法，不存在加酸對管井壁的腐蝕問題，漸漸走入同江水司洗井研究人員的視野。此方法即省錢，效果又好，高壓水洗井原理：

向管井打壓P=4公斤/平方厘米，高壓水將糊在過濾器上的鐵銹，泥砂破壞沖掉，然后，再把水抽出，過濾器外的清水迅速通過過濾器抽出，使沖洗下來的鐵銹和泥砂，一并被帶走，這樣反復幾次，就可達到沖洗效果。

具體沖洗方法：將二泵站壓水管接出一根直徑為50毫米管；直接引進管內至過濾器位置，把管井口封閥，原井中泵、揚水管不動，接出一根揚水管引至泵室外抽水用，然后關閉二泵站壓水管出水閥門和揚水管閥門，打開沖洗管閥門，開啟二泵站水泵，壓力表壓力逐漸升高，升到4公斤/平方厘米壓力恒壓6～7分鐘，停泵。然后打開揚水管閥門，開啟深井泵排水，至水變清為止。這樣反復沖洗幾次（根據井的情況），就可達到沖洗效果，恢復正常使用。

4.結束語

針對同江水司水廠的地下水源井的情況，從理論上講以及實際應用效果采用高壓水沖洗管井，不但沖洗簡便易操作，而且可節省資金達2萬元，并能達到理想的清洗效果，我們清洗后的管井運行一直良好。這充分說明用高壓水沖洗管井方法是可行的。