摘要
为准确测得不同含水层的地下水位埋深、涌水量，新疆东疆煤炭基地地下水勘查项目在一个水文地质勘探孔内使用管内止封器进行管内止水，通过分层抽水试验，获取了不同含水层的水文地质参数。在一个水文地质勘探孔分别做不同含水层3个落程的抽水试验，解决了需通过实施2个勘探孔才能获取不同含水层水文地质参数的问题，节省了井管、砾料等材料的费用，缩短下管、填砾时间，加快了施工进度。
为获取不同含水层的水文地质参数，了解不同含水层之间的水力联系，如果对每一个含水层都施工一眼钻孔，分别进行水文地质试验，虽然施工工艺简单，但需要施工的孔数多，增加了钻探施工成本。新疆东疆煤炭基地地下水勘查项目通过在一个水文地质勘探孔内进行分层抽水试验，既满足了水文地质工作者研究上下2段含水层水文地质条件的要求，又节约了水文地质勘探孔的施工成本，取得了较好的社会效益和经济效
新疆东疆煤炭基地地下水勘查TK9水文地质勘探孔位于吐鲁番地区托克逊县夏乡大地村北西1.6 km的荒地中。其在地貌上位于吐鲁番南盆地的艾丁湖冲湖积平原区西部，地表平坦，地势总体上自西向东倾斜，海拔在－70~－80 m之间，地表坡降在3‰左右。地表植被以荒漠植被为主，地面有盐渍化现象，碱土层厚度在10~20 cm之间。
（1）探明地层剖面及含水层岩性、厚度、埋藏深度和水头（位）。
（2）采取岩土样和水样，确定含水层的水质，测定岩土物理性质和水理性质。
（3）划分含水层，进行水文地质试验，确定含水层的各种水文地质参数。
（4）利用钻孔监测地下水动态或建成开采井。
TK9勘探孔成井深度300.00 m，结构为两径，在96.0~116.0 m处止水变径。上部孔径650 mm，上段井管Ø325 mm×6 mm共116.50 m；下部孔径500 mm，下段井管Ø273 mm×6 mm共183.00 m。
0~96 m为上层承压水，116~300 m为下层承压水，96~116 m管外水泥止水。
0~116.5 m安装Ø325 mm井管，117~300 m安装Ø273 mm井管。井深116.5~117 m处使用Ø273 mm/Ø325 mm变径接头连接。井管安装见
图1 井管安装示意
根据岩心及测井结果综合对比确定井壁管及滤水管位置。先下入Ø273 mm井管，通过Ø273 mm/Ø325 mm变径接头连接Ø325 mm井管。填入Ø1~3 mm浑圆水洗砾料，用活塞、提桶、水泵联合洗井至水清砂净。
成井后根据含水层的岩性及富水性进行分层抽水试验，每个层位进行3个落程的抽水试验，降深差>1 m，稳定延续时间按8、8、12控制，抽水试验结束后采集全微量及同位素水样各1组。
如果需分别抽取上层水和下层水，或者仅抽取下层水，需在116.5 m处安装下层水管内止封器（见
图2 下层水管内止封器结构
图3 下层水管内止封器实物
图4 上层水管内止封器结构
图5 上层水管内止封器实物
抽取上下层水时，将下层水管内止封器座封于Ø273 mm/Ø325 mm变径接头处。此时下止封器的上下面钢板封闭。止封器外缠有膨胀橡胶带，在井内遇水膨胀12 h后，止封器与变径接头紧密密
图6 抽取上下层水或下层水工作原理
仅抽取下层水施工工艺与抽取上下不同含水层水施工工艺相同。
抽取上层水时，将上层水管内止封器座封于Ø273 mm/Ø325 mm变径接头处。止封器外缠有膨胀橡胶带，膨胀橡胶带在井内遇水膨胀12 h后，止封器与变径接头紧密密合。上止封器的上下面钢板封闭。止封器的中间留有长5 m左右的Ø89 mm钻杆（与钢板焊接连接），Ø89 mm钻杆上部加工了反丝扣（留在孔内）。上部水管内止封器用钻杆送到位后，钻机正转，反丝扣反开，提出上部钻杆，即可进行上层水的抽水工作。抽取上层水工作原理见
图7 抽取上层水工作原理
抽水试验结束后，再重新下入钻杆和反丝接头到孔内对扣，对上扣后提出上层水管内止封器，完成上层水的抽水工作。
将测线、水银温度计（或diver水位、水温自动记录仪）下入Ø25 mm风管内，用于水位与水温的观测。
为便于今后水位、水温的观测，止封器上下密封的钢板中Ø25 mm的风管与钢板焊接连接，下到Ø273 mm/Ø325 mm变径接头处，从孔口将小袋水泥送到变径接头处，用水泥砂浆密合变径接头。测水管的安装见
图8 测水管安装示意
TK9勘探孔上层承压水静水位埋深2.00 m，下层水静水位埋深+4.99 m（高于自然地面4.99 m）。管内下入下层水止封器，抽取下层水。在抽水过程中，同时观测不同含水层的水位埋深。如果抽下层水时，上层水的静水位埋深发生变化，说明管内止封器止水失效，需重新安装下层水止封器。如果抽上层水时，下层水的静水位埋深发生变化，说明管内止封器止水失效，则需重新安装上层水止封器。
用潜水泵抽取下层水时2个不同含水层的水位埋深数据见
| 观测间隔时间/min | 下层水位埋深/m | 上层水位埋深/m | 下层水位埋深变化/m | 上层水位埋深变化/m |
|---|---|---|---|---|
| 0 | +4.99 | 2.00 | 0 | 0 |
| 5 | 1.05 | 2.01 | 6.04 | 0.01 |
| 10 | 1.48 | 2.00 | 6.47 | 0 |
| 15 | 1.65 | 2.00 | 6.64 | 0 |
| 20 | 1.70 | 2.00 | 6.69 | 0 |
| 25 | 1.73 | 2.00 | 6.72 | 0 |
| 30 | 1.73 | 2.00 | 6.72 | 0 |
管外粘土球管内止封器分层止水的方法经过多个水文地质勘探孔分层抽水的实践，证明设计合理，止水工具简单牢固，便于施工人员的操作，解决了分层抽水试验止水成本高，施工工艺复杂，施工时间和试验时间长，易出现各类孔内事故的难题。通过使用管内止封器分层止水，节约了钻探费用，提高了时间利用率，特别是抽取下层水时，上层水位受抽水主孔影响很小，只是有微弱的波动，达到了获取不同含水层水文地质参数的目的。
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