稳定流抽水试验井损参数计算.pdf

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李汉旺; 刘亮; 祝小龙; 方伟; 程磊; 章璐伟 
【期刊名称】《《现代矿业》》 
【年(卷),期】2019(000)011 
【总页数】2 页(P129-130) 
【关键词】铁矿; 抽水试验; 井损;  S/Q-S曲线 
【作 者】李汉旺; 刘亮; 祝小龙; 方伟; 程磊; 章璐伟 
【作者单位】马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司 
【正文语种】中 文 
 
1 井损分析 
 井损产生 
在抽水试验中，水流在通过过滤器进入井内并向上运动到井口时的水头损失称为井
损[1]。由于抽水井壁水位与抽水井水位并不吻合，两者存在误差，所以井损是客
观存在的，且随出水量或降深的增加而增大。但在抽水试验水文地质参数计算中，
直接利用裘布衣(Dupuit)稳定渗流完整井出水量计算公式，未能考虑抽水井中的动
水位与同时期井壁外含水层中的地下水位之间往往存在着一定的差异。也就是说，
Dupuit 公式仅考虑了含水层的水头损失，而没有考虑井损。在生产实践和理论研
究中发现井损包括紊流水头损失、地下水三维流水头损失、水流通过过滤器水头损
失、过滤器管内水流加速运动水头损失、井壁管内水流磨阻水头损失等[2]，具体
见图 1。 
图 1 井水位降深示意 
 井损的传统计算 
根据水头损失迭加原理，Jacob 于 1947 年提出确定井损的方案，认为总降深可由
理论降深和井损两部分求和得到： 
S=Sw+CQ2=BQ+CQ2 ， 
(1) 
式中，Sw 为含水层水头损失，即井壁水位降深；Q 为抽水井流量；C 为井损常数；
B 为含水层水头损失系数。 
当有两个降深以上数据时则有下列公式： 
 
(2) 
 
(3) 
则可求得： 
 
(4) 
 
(5) 
本研究钟九铁矿副井 I 试段抽水试验共进行了 3 个降深抽水，通过 3 组涌水量 Q、
降深 S 数据计算得出 3 组 B、C 值，具体数据见表 1。 
表 1 降深数据处理分析结果涌水量 Q/(m3/s)降深
S/
 
2 图解法求井损 
实践证明，井损不一定与 Q 的二次方成正比。之后的专家和学者提出了不同观点，
主要是对井损表达式 CQ 中的指数存在异议,Rorabangh 于 1953 年提出了更为一
般的形式 
S=Sw+CQn=BQ+CQn ， 
(6) 
式中，n≠2，而是围绕 值上下波动[3-4]。将式(6)作等价变换可得下式： 
 
(7) 
本研究利用 3 组降深数据，以 S/Q 为纵坐标，Q 为横坐标，采用曲线拟合法绘制
了如图 2 所示的曲线[4]。 
图 2  S/Q-Q曲线拟合结果 
由式(7)可知：当 Q=0 时，曲线图上截距为 B 值。当 Q=1 时， 
C=S/Q-B ， 
(8) 
 
(9) 
对 3 组数据进行处理，可得 n≈2。 
3 对比分析 
由图解法 excle 中的曲线拟合图可以看出，3 个点近似直线，特别是后两组大降深
的数据值。在曲线图上添加趋势线，可得一条直线，通过显示直线 y 式，可得直
线斜率和截距。由式(7)、式(8)可知：直线斜率   8为 C 值， 截距   5为
B 值。与表 1 求得的 3 组 B、C 值对比分析发现，B、C 值极为相近。由此可知，
当进行大降深抽水试验时，S/Q-Q 曲线近似为直线时，n≈2，利用趋势线求得的
B、C 值极为准确。因此，S/Q-Q 曲线可以用于快速求取井损值，具体求解结果见
表 2。 
表 2 井损计算结果涌水量 Q/(m3/s)降深 S/m 水头损 BQ 井损计算降深/m 计算误
差/%井损占比
/%
-
 
4 结 语 
采用传统 Jacob(雅可布)公式计算了井损参数值，并基于图解法分析计算了井损值，
认为图解法基于 Excle 表格数据处理，计算方便且准确。 
参考文献 
 
 
【相关文献】 
[1] [J].中国煤炭地质，2020，22(3)：24-27. 
[2] 黄建明，潘建旭，薛 [J].中国西
部科技，2010，9(18)：7-8. 
[3] [J].中国煤炭地质，2010，22(3)：24-27. 
[4] 鄂春勇，潘树仁，[J].江苏煤炭，2003(1)：31-32.