自噴井深井泵安裝工藝

薛穎悟

1 工程概況

神華煤液化工程——水源地先期工程,水源地位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗的浩勒報吉水源地,該水源地是鄂爾多斯白堊系自流水盆地中距離煤液化工程廠址最近的一個大型富水地段,開采含水層為承壓水含水層,該工程一期工程共有22座深井泵房,設計日出水量為50 000 m3/d,每座井深300多米,井內徑為300 mm,下泵深度為84 m,水泵為丹麥格蘭富公司生產的SP125型深井潛水泵,電機也采用丹麥格蘭富公司生產的MMS8000型電機,揚水管DN125×5的鋼管,兩管之間采用法蘭盤連接。

每座深井已由鄂爾多斯市東勝地質勘探隊完成打井和井壁管(井壁管為DN300的鋼管,每座井的井壁管均用盲板封閉,井壁管比設計標高高出了1.2 m),每座井均設有深井泵房,泵房分為兩層,下面為地下室,上面為操作間,井群中壓力最大的井從盲板算起壓力為14 m,日最大自噴量為 3 100 m3。

2 施工難點

1)既有深井井壁管管頂設計標高1.75 m,深井泵安裝前須對其進行帶水拆除;2)深井泵配套電纜太多,泵管無電纜保護槽,下泵過程中易碰損;3)承壓水井口(含各種穿線孔)封堵。

3 安裝方案

在22座深井泵房中YK18的壓力最大,日自噴水量也最大,安裝方案就選擇YK18深井泵房的安裝為重點,首先做好深井泵基礎,然后用乙炔氣割割除深井井壁管的盲板,立即在深井井管中下入200 m3/h潛水泵抽水,將抽出的水用帆布軟管排放到就近的河流或湖泊,待深井泵房中的動水位降至設計基礎標高以下20 cm以后,再用乙炔氣割在設計標高位置割除深井井壁管,割除井管以后,潛水泵停止抽水,將潛水泵吊起讓深井的自噴水直接流到地下室,在地下室集水坑中放入潛水泵將深井自噴水排放至就近的河流或湖泊,同時用5 t手動倒鏈下深井泵及揚水管,待安裝到設計標高以后,密封井壁管管口和各種電纜孔。

4 主要安裝方法

4.1 安裝順序

預埋DN350,PN10的法蘭盤→澆筑混凝土基礎→氣割盲板→下泵抽水抽至基礎標高以下20 cm→乙炔氣割在設計標高位置割除井管→下泵連接揚水管→密封井口及穿線口。

4.2 安裝方法及技術措施

4.2.1 準備工作

1)首先將DN350的法蘭盤底面焊接 4根 Φ 16的鋼筋,與法蘭盤搭接長度為8 cm以上,采取雙面焊,保證伸入混凝土基礎部分的長度為40 cm以上,將兩塊法蘭盤用螺栓連接在一起后,然后兩塊法蘭盤再套在井壁管上。2)檢查水泵設備,手動盤車檢查葉輪軸轉動是否靈活,給水泵注入冷卻液(采用清潔水),檢查水泵及揚水管上的法蘭盤水線,應清除銹斑、毛刺、傷痕、油漆等雜物,特別是水線槽應該用刀片刮干凈,檢查水泵的絕緣電阻不得小于40 MΩ。3)提前加工好各種配件吊裝架(尺寸見圖1),卡箍,鋼蓋板等。4)檢查揚水管內外防腐在運輸過程中有無損壞。

4.2.2 水泵安裝

1)抽水泄壓氣割多余的管井,首先打開盲板,用200 m3/h的潛水泵放入深井以下5 m的位置,開始抽水將深井中的動水位降到基礎標高20 cm以下,用乙炔氣割割除多余的井壁管,切割管井時,必須注意潛水泵電纜的安全,為此在氣割管壁井時,用一塊1 500×100×20的雜木板塞入管井中來回移動,保護潛水泵動力電纜和輸水管,避免被乙炔火焰燒到發生事故,將管井割除以后,取出潛水泵,讓深井的承壓水自噴流到地下室,將潛水泵放入地下室的集水坑中抽取管井自噴出的水,就近排入河流或湖泊。

2)下泵,首先在屋面吊裝孔上安裝好吊架,將5 t的倒鏈固定在吊架上。為了不帶水作業,在±0.00現澆板的洞位置上架設加工好的鋼蓋板,然后在±0.00現澆板將泵垂直立起,用管卡卡在法蘭盤的位置兩邊用鋼絲繩系牢,用5 t的電動葫蘆吊起緩慢勻速下落,當水泵下落至±0.00鋼蓋板頂卡住以后,再吊裝第一節揚水管,與水泵管對好口以后(加橡膠墊),將螺栓上好,緊固牢固以后,用電動葫蘆將連接體提起20 cm,將第一個管卡卸下后,繼續緩慢勻速下泵,直到管卡到±0.00現澆板上,注意每根揚水管的法蘭槽中心線必須保證在一條垂線上,反復重復以上操作,共下27根揚水管(每根揚水管長3 m)(見圖2)。

3)動力電纜及溫度、水位變送器控制電纜的安裝,為了使以上電纜整齊和不出現凌亂的纏繞,確保電纜的安全,在每個揚水管的上面和下面用塑料電纜夾將電纜固定在法蘭盤的電纜槽內,注意最好使電纜束外面不要超過法蘭盤的外圍,考慮到水的腐蝕性,在揚水管上再每隔50 cm采用銅芯塑料線作電纜夾固定電纜。

4)井口密封及穿線孔的密封。首先在最上面放置一根揚水管,在上封口的法蘭盤焊接20 mm的鋼板用作盲板,中間留140 mm的孔用作穿DN125×5的揚水管,采用焊接連在揚水管上和法蘭盤上,鋼板上盲板還應鉆DN25的圓孔3個,DN15的圓孔2個,用于穿3個動力電纜及溫度和液位傳送器控制電纜用,電纜孔上焊接DN50和DN25的內絲管箍,從電纜孔中將電纜穿出,橡膠密封圈用熱水加熱后,套入電纜上,涂上密合粘膠,壓在管箍底部,然后用盤根塞實,其上加一鋼墊片,用管箍配套外絲短節擰緊壓實;為密封井口(導流減壓)和工藝管道的安裝(止水)提供便利,在深井泵彎頭出來的位置增加一個蝶閥。以上整套部件在鋼蓋板組裝完成后,然后將其緩慢地下落,將兩片法蘭盤的螺栓對齊(橡膠止水帶用萬能膠粘在上部法蘭上),上緊螺栓。

4.2.3 技術措施和應注意的細節

1)按自流量3 100 m3計算,用200 m3/h的潛水泵抽水就可以將自噴水的問題解決,但是本承壓水自流井需要割除多余的深井井管,也就是需要將動水位降低1.5 m以上,深井管井的出水量計算比較復雜,也無此項數據,實際實施過程中我們用 200 m3/h的潛水泵抽水基本能平衡自流水,但是動水位不下降,我們又在管井中下入75 m3/h的潛水泵,利用帆布軟管的變形性,將兩個水泵放在不同的標高,一起抽水,動水位立即下降,為割除多余的管井提供了前提條件。2)在下泵過程時,每下一根揚水管時,地下室內保證1人,操作平臺上不少于3人進行泵管中心線偏差的調整,并且采用搖表測量泵及電纜的絕緣電阻,以防電纜被蹭、碰而損傷,造成不必要的返工。3)在焊接上封口法蘭盤的盲板時,必須用水準尺度量,應使法蘭面與揚水管垂直,彎頭與法蘭面及預埋法蘭盤、連接蝶閥法蘭盤等能完全對上。4)在用兩塊法蘭盤上螺栓密封井口時,應該打開蝶閥,以便泄壓,密封好以后,再關閉蝶閥。5)考慮縮短自噴井自噴時間,可采用吊車或電動葫蘆下泵,吊車下泵時將4根泵管在地面上提前連接在一起,這樣可以將下泵時間縮短一半。6)為了在下泵時確保萬無一失,可增加一根過塑的鋼絲繩,這樣在水泵檢修或揚水管被水腐蝕時也可起到作用。

5 實際效果

神華煤液化項目自噴井深井潛水泵安裝采取以上措施后,現已全部順利安裝完畢,所有自噴深井密封以后均無一滲水,并且均一次單機試車成功。

6 結語

自噴深井潛水泵安裝難度較大,首先是下泵過程中帶水作業,通過±0.00現澆洞口搭設鋼板上移各種操作解決此問題,其次是各種電纜孔和自噴井的密封問題,通過預埋法蘭盤兩片法蘭盤密封、通過蝶閥導水泄壓、套絲扣、盤根打口解決此問題,總之通過此工程我們積累了一些自噴深井潛水泵安裝的經驗,寫出來供大家以后在類似工程中參考。