2020年10月30日上午,河南郑州,黄河岸边九五滩区,随着一声“开始”,只见一条黄龙从百余米深的井口喷薄而出,蔚为壮观,引起了众人的一片惊呼声,这不是在拍电影,更不是游乐场表演节目,这是郑州水司石佛水厂在运用新研制的二氧化碳洗井法在洗修井。
石佛水厂是个利用黄河测渗水为水源的自动化水厂,水源井投运后,随着运行时间的增加,造成了原水含有的低价铁锰物质,在井室外透水层氧化析出,堵塞透水层,减少地下水向井室的渗透面积,从而减少补给水量,进而造成单井出水量减少、抽空等问题。同时水源井动水位不断降低,不但导致增加能耗,最后泥沙进入淤积,致使抽水井报废,这就需要寻求增加管井出水量的解决方法——洗井。
洗修井是该厂水源井维护的重要环节,对改善水源井设备的状况和增加水源井出水量有着非常重要的作用。以往的洗井方式需要把每根管子抽出后进行清洗、除锈、安装等模式,费时费力效果不明显,近几年,在石佛水厂“史宝德创新工作室”带头人史宝德的带领下,工作室一班人潜心研究、多次试验,研制出新的二氧化碳洗井法:该洗井法是洗井时用钻杆及高压软管将液态二氧化碳导入井中滤水层下方,二氧化碳吸热后压力增高和膨胀,根据牛顿第三定律(作用力与反作用力),在二氧化碳将井孔中的水柱推出管井之前,井内会产生一个等量的向上及四周的压力,作用于滤水层,使之产生一个外向射流,推动滤层中的沙粒和阻塞物使之裂隙增大;在二氧化碳推动水柱喷出井孔后,滤水层中的水便瞬间由正压转变为负压,向内产生一个内向射流,推动过滤器中的沙粒和阻塞物,被酸化的残渣及较小的岩(屑)块随着水流被带出,物理作用为压裂方法达到疏通的目的。
二氧化碳与氨基磺酸联合洗井的主要作用是利用氨基磺酸与阻塞物的化学反应,然后利用二氧化碳的井喷气举作用将反应物及沉积物带出井内,进一步疏通含水层达到增水的目的。
经过二氧化碳洗井法的实践应用,由以前洗一眼井需要四至五天的时间现在缩短至两天洗完一眼井,同时单井动水位普遍上涨3~7米,单井流量增加10~20M2∕h,抽空现象全部消除。
据悉,石佛水厂这次洗修井工作预计持续十天左右,将有4-5眼井进行洗修,经过洗修过的井,单眼出水量将会有明显提高,有力地缓解明年供水高峰期间该厂的供水压力。