自喷井深井泵安装工艺

薛颖悟

1 工程概况

神华煤液化工程——水源地先期工程,水源地位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗的浩勒报吉水源地,该水源地是鄂尔多斯白垩系自流水盆地中距离煤液化工程厂址最近的一个大型富水地段,开采含水层为承压水含水层,该工程一期工程共有22座深井泵房,设计日出水量为50 000 m3/d,每座井深300多米,井内径为300 mm,下泵深度为84 m,水泵为丹麦格兰富公司生产的SP125型深井潜水泵,电机也采用丹麦格兰富公司生产的MMS8000型电机,扬水管DN125×5的钢管,两管之间采用法兰盘连接。

每座深井已由鄂尔多斯市东胜地质勘探队完成打井和井壁管(井壁管为DN300的钢管,每座井的井壁管均用盲板封闭,井壁管比设计标高高出了1.2 m),每座井均设有深井泵房,泵房分为两层,下面为地下室,上面为操作间,井群中压力最大的井从盲板算起压力为14 m,日最大自喷量为 3 100 m3。

2 施工难点

1)既有深井井壁管管顶设计标高1.75 m,深井泵安装前须对其进行带水拆除;2)深井泵配套电缆太多,泵管无电缆保护槽,下泵过程中易碰损;3)承压水井口(含各种穿线孔)封堵。

3 安装方案

在22座深井泵房中YK18的压力最大,日自喷水量也最大,安装方案就选择YK18深井泵房的安装为重点,首先做好深井泵基础,然后用乙炔气割割除深井井壁管的盲板,立即在深井井管中下入200 m3/h潜水泵抽水,将抽出的水用帆布软管排放到就近的河流或湖泊,待深井泵房中的动水位降至设计基础标高以下20 cm以后,再用乙炔气割在设计标高位置割除深井井壁管,割除井管以后,潜水泵停止抽水,将潜水泵吊起让深井的自喷水直接流到地下室,在地下室集水坑中放入潜水泵将深井自喷水排放至就近的河流或湖泊,同时用5 t手动倒链下深井泵及扬水管,待安装到设计标高以后,密封井壁管管口和各种电缆孔。

4 主要安装方法

4.1 安装顺序

预埋DN350,PN10的法兰盘→浇筑混凝土基础→气割盲板→下泵抽水抽至基础标高以下20 cm→乙炔气割在设计标高位置割除井管→下泵连接扬水管→密封井口及穿线口。

4.2 安装方法及技术措施

4.2.1 准备工作

1)首先将DN350的法兰盘底面焊接 4根 Φ 16的钢筋,与法兰盘搭接长度为8 cm以上,采取双面焊,保证伸入混凝土基础部分的长度为40 cm以上,将两块法兰盘用螺栓连接在一起后,然后两块法兰盘再套在井壁管上。2)检查水泵设备,手动盘车检查叶轮轴转动是否灵活,给水泵注入冷却液(采用清洁水),检查水泵及扬水管上的法兰盘水线,应清除锈斑、毛刺、伤痕、油漆等杂物,特别是水线槽应该用刀片刮干净,检查水泵的绝缘电阻不得小于40 MΩ。3)提前加工好各种配件吊装架(尺寸见图1),卡箍,钢盖板等。4)检查扬水管内外防腐在运输过程中有无损坏。

4.2.2 水泵安装

1)抽水泄压气割多余的管井,首先打开盲板,用200 m3/h的潜水泵放入深井以下5 m的位置,开始抽水将深井中的动水位降到基础标高20 cm以下,用乙炔气割割除多余的井壁管,切割管井时,必须注意潜水泵电缆的安全,为此在气割管壁井时,用一块1 500×100×20的杂木板塞入管井中来回移动,保护潜水泵动力电缆和输水管,避免被乙炔火焰烧到发生事故,将管井割除以后,取出潜水泵,让深井的承压水自喷流到地下室,将潜水泵放入地下室的集水坑中抽取管井自喷出的水,就近排入河流或湖泊。

2)下泵,首先在屋面吊装孔上安装好吊架,将5 t的倒链固定在吊架上。为了不带水作业,在±0.00现浇板的洞位置上架设加工好的钢盖板,然后在±0.00现浇板将泵垂直立起,用管卡卡在法兰盘的位置两边用钢丝绳系牢,用5 t的电动葫芦吊起缓慢匀速下落,当水泵下落至±0.00钢盖板顶卡住以后,再吊装第一节扬水管,与水泵管对好口以后(加橡胶垫),将螺栓上好,紧固牢固以后,用电动葫芦将连接体提起20 cm,将第一个管卡卸下后,继续缓慢匀速下泵,直到管卡到±0.00现浇板上,注意每根扬水管的法兰槽中心线必须保证在一条垂线上,反复重复以上操作,共下27根扬水管(每根扬水管长3 m)(见图2)。

3)动力电缆及温度、水位变送器控制电缆的安装,为了使以上电缆整齐和不出现凌乱的缠绕,确保电缆的安全,在每个扬水管的上面和下面用塑料电缆夹将电缆固定在法兰盘的电缆槽内,注意最好使电缆束外面不要超过法兰盘的外围,考虑到水的腐蚀性,在扬水管上再每隔50 cm采用铜芯塑料线作电缆夹固定电缆。

4)井口密封及穿线孔的密封。首先在最上面放置一根扬水管,在上封口的法兰盘焊接20 mm的钢板用作盲板,中间留140 mm的孔用作穿DN125×5的扬水管,采用焊接连在扬水管上和法兰盘上,钢板上盲板还应钻DN25的圆孔3个,DN15的圆孔2个,用于穿3个动力电缆及温度和液位传送器控制电缆用,电缆孔上焊接DN50和DN25的内丝管箍,从电缆孔中将电缆穿出,橡胶密封圈用热水加热后,套入电缆上,涂上密合粘胶,压在管箍底部,然后用盘根塞实,其上加一钢垫片,用管箍配套外丝短节拧紧压实;为密封井口(导流减压)和工艺管道的安装(止水)提供便利,在深井泵弯头出来的位置增加一个蝶阀。以上整套部件在钢盖板组装完成后,然后将其缓慢地下落,将两片法兰盘的螺栓对齐(橡胶止水带用万能胶粘在上部法兰上),上紧螺栓。

4.2.3 技术措施和应注意的细节

1)按自流量3 100 m3计算,用200 m3/h的潜水泵抽水就可以将自喷水的问题解决,但是本承压水自流井需要割除多余的深井井管,也就是需要将动水位降低1.5 m以上,深井管井的出水量计算比较复杂,也无此项数据,实际实施过程中我们用 200 m3/h的潜水泵抽水基本能平衡自流水,但是动水位不下降,我们又在管井中下入75 m3/h的潜水泵,利用帆布软管的变形性,将两个水泵放在不同的标高,一起抽水,动水位立即下降,为割除多余的管井提供了前提条件。2)在下泵过程时,每下一根扬水管时,地下室内保证1人,操作平台上不少于3人进行泵管中心线偏差的调整,并且采用摇表测量泵及电缆的绝缘电阻,以防电缆被蹭、碰而损伤,造成不必要的返工。3)在焊接上封口法兰盘的盲板时,必须用水准尺度量,应使法兰面与扬水管垂直,弯头与法兰面及预埋法兰盘、连接蝶阀法兰盘等能完全对上。4)在用两块法兰盘上螺栓密封井口时,应该打开蝶阀,以便泄压,密封好以后,再关闭蝶阀。5)考虑缩短自喷井自喷时间,可采用吊车或电动葫芦下泵,吊车下泵时将4根泵管在地面上提前连接在一起,这样可以将下泵时间缩短一半。6)为了在下泵时确保万无一失,可增加一根过塑的钢丝绳,这样在水泵检修或扬水管被水腐蚀时也可起到作用。

5 实际效果

神华煤液化项目自喷井深井潜水泵安装采取以上措施后,现已全部顺利安装完毕,所有自喷深井密封以后均无一渗水,并且均一次单机试车成功。

6 结语

自喷深井潜水泵安装难度较大,首先是下泵过程中带水作业,通过±0.00现浇洞口搭设钢板上移各种操作解决此问题,其次是各种电缆孔和自喷井的密封问题,通过预埋法兰盘两片法兰盘密封、通过蝶阀导水泄压、套丝扣、盘根打口解决此问题,总之通过此工程我们积累了一些自喷深井潜水泵安装的经验,写出来供大家以后在类似工程中参考。