淺層地熱能水源井工程問題和相關技術

1、    淺層地熱能水源井工程問題和相關技術    郭新亮摘要淺層地熱能的儲量非常大，分布范圍廣，容易開發(fā)。在傳統(tǒng)的能源資源緊張的情況下，合理的開發(fā)和使用淺層地熱能，可以起到節(jié)能減排的效果。水源熱泵具有很高的利用效率，維護便捷，在水源井中廣泛使用。本文對水源井工程的主要問題進行分析，并提出合理的技術措施。關鍵詞淺層地熱能；水源井；問題；技術：2095 - 4085（2018） 07 - 0109 - 02淺層地熱能資源非常豐富，而且分布非常廣泛，開發(fā)利用非常便捷。如今，傳統(tǒng)的化石類能源匱乏，環(huán)境污染嚴重，完善淺層地熱能的開發(fā)非常重要。1 水源井施工現(xiàn)狀和問

2、題1.1水源井施工現(xiàn)狀現(xiàn)在，我國淺層地熱能開發(fā)中，很多城市在相關的管理方面還存在問題。很多城市和地區(qū)在機電安裝方面已經(jīng)制定了措施，但是鉆探和水文地質技術人員的經(jīng)驗不足，他們常常憑借自己的經(jīng)驗操作，而且使用價格低廉的個體鉆機。淺層地熱能開采中，一般井深控制在50200m之間，一般采用水泥管，在井管置入后，直接采用水泵抽水。常常導致低下水位下降、地面沉降不均勻等問題，導致淺層地熱能不能有效的開發(fā)。1.2主要問題其一，成井管的材質不好，使用年限短。由于工程承包價格非常低廉，所以施工方也會選擇價格低廉的水泥管。水泥管盡管具有一定的耐腐蝕性能，但是其抗沖擊和抗彎曲能力比較差，過濾管部分容易產生井壁的摩擦

3、。因此，在水源井使用環(huán)節(jié)中，常常會導致水泥管的開裂，導致大量的泥漿涌出。其二，回灌問題突出。泥漿污染會導致含水層被堵住，鉆井效率低下，而且如果不能配合合適的洗井方式，就會導致金屬管道發(fā)生嚴重的腐蝕，導致含水層的滲透性降低，導致抽水井的水量非常小。甚至有些施工單位為了應付業(yè)主，他們會將回灌井和排水管道分流，導致地下水位下降，產生地面沉降不均的情況。其三，熱貫通問題突出，導致設備運行不暢。水源熱泵主要是借助地下水的恒定溫度產生的熱源運行，在夏季將冷水抽出，灌人熱水，冬季正好相反。由于回灌水和含水層的溫度差異很大，回灌水會導致井的溫度變化很大。抽水井和回灌井之間的距離非常大，回水在地下流動的效率低，

4、導致熱貫效果不好。2 水源井工程技術研究2.1 水源井成井材料選擇水泥管和金屬管材本身存在質量問題，在成井過濾管成型環(huán)節(jié)中，采用不銹鋼過濾管，成本低，已經(jīng)得到大力推廣。為了對不同材質過濾管的腐蝕情況進行分析，采用實驗的方式，發(fā)現(xiàn)鍍鋅橋式過濾管在一個星期后開始發(fā)生腐蝕，普通t型絲過濾管在兩個星期后開始出現(xiàn)腐蝕。pvc-u塑料和不銹鋼過濾管沒有顯著變化，只是容器內的水質發(fā)生渾濁。說明pvc-u塑料在不同的水質中不會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，不會對地下水造成污染，而且此類管道的管壁不粗糙，不會產生較大的阻力，具有很好的塑性特征。2.2鉆井工藝2. 2.1鉆孔結構設計淺層地熱能水源井與一般的井存在差異，水源井由大

5、量的回灌群井構成，而且不是連續(xù)工作。因此，在成井結構設計環(huán)節(jié)中存在差異。供水井的過濾層厚度一般超過70mm，水源井的過濾層厚度超過loomm。2.2.2鉆井方法針對不同的類型，采用不同的鉆井方法。在孔隙型的地下水鉆井，一般是采用泵吸反循環(huán)的方式，這種方法的效率可以得到保障，而且水量多，可以迅速成井，降低泥漿帶來的污染，不會堵塞地層，可以省略施工完成后洗井的操作。采用泵吸循環(huán)法的鉆井效率比其他方式的效率高3倍，而且出水量可以提升30%。然而，如果井的深度非常大，這種方法不能使用。泵吸循環(huán)法一般使用在松散的卵礫地層中，如果地層的硬度較大，這種方法不適合。針對巖溶裂隙型的地下水鉆井，由于巖石的硬度非

6、常大，一般鉆井的效率不高。因此，一般采用空氣潛孔錘，可以提升鉆井的效率。2.2.3填礫和止水回填料一般選擇天然石，這類石料非常穩(wěn)定，一般不采用人工碎石，這類石料的穩(wěn)定性很差。防止過濾層發(fā)生膠結的情況，在填礫環(huán)節(jié)中，應該控制好速度，不能過急，確保填礫的厚度均勻。在回灌井濾料直徑選擇中，應該將其控制在抽水井大一級，從而形成較好的透水空間，降低阻力。水源井的止水操作應該結合當?shù)氐牡刭|和水文條件進行，防止全孔上下連通的方式，防止對地下水造成污染。3 結語水源熱泵開發(fā)淺層地熱能的關鍵在于水源井的施工。在水源井施工環(huán)節(jié)中，目前存在回灌困難、地質環(huán)境和污染等情況，這些都與水源井的聯(lián)系密切。因此，在新能源開發(fā)環(huán)節(jié)中，要完善水源井的施工設計，節(jié)省成井材料，合理的選擇鉆井的方法。結合水源井工程問題，創(chuàng)新技術，才能確保淺層地熱能得到科學的開發(fā)。參考文獻：1李德威，王焰新，干熱巖地熱能研究與開發(fā)的若干重大問題j.地球科學（中國地質大學學報），2015，40（11）：1858 -1869.2周長龍，淺層地熱能水源井的工程問題與技術