DB41∕T 1005-2015 浅层地热能钻探技术规范(河南省).pdf
《DB41∕T 1005-2015 浅层地热能钻探技术规范(河南省).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《DB41∕T 1005-2015 浅层地热能钻探技术规范(河南省).pdf(23页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、ICS 73.020 D 10 DB41 河南省地方标准 DB41/T 10052015 浅层地热能钻探技术规范 2015 - 03 - 02 发布 2015 - 06 - 01 实施 河南省质量技术监督局 发 布 DB41/T 10052015 I 目 次 前言 . III引言 . IV1 范围 . 12 规范性引用文件 . 13 术语和定义 . 14 地下水源井设计 . 24.1 设计依据和要求 . 24.2 井管选择 . 24.2.1 井壁管选择 . 34.2.2 过滤管选择 . 34.2.3 沉淀管选择 . 34.3 地下水源井布置及数量设计 . 44.3.1 布置和设计依据 . 44
2、.3.2 布置方式 . 44.3.3 数量设计 . 44.4 地下水源井结构设计 . 44.4.1 井身结构设计 . 44.4.2 抽水井、回灌井的封闭 . 54.5 过滤管选择 . 54.6 抽水量与回水量设计 . 65 垂直地埋管钻孔设计 . 75.1 一般规定 . 75.1.1 设计内容 . 75.1.2 设计原则 . 75.2 U形地埋管选择 . 75.3 地埋管布置及数量设计 . 75.3.1 地埋管钻孔布置原则 . 75.3.2 地埋管钻孔数量 . 85.4 地埋管钻孔结构设计 . 85.5 回填材料选择 . 86 地下水源井施工 . 86.1 一般规定 . 86.2 钻探技术方法
3、 . 86.3 钻井液选择与护壁堵漏 . 96.4 成井工艺与抽水、回灌试验 . 96.4.1 成井工艺 . 96.4.2 抽水试验 . 9DB41/T 10052015 II 6.4.3 回灌试验 . 97 垂直地埋管钻孔施工 . 97.1 一般规定 . 97.2 钻孔施工要求 . 107.3 钻孔冲洗介质要求 . 107.4 U形管下入及固定方式 . 107.4.1 管材、管件运输和储存要求 . 107.4.2 U形管下入前外观检查 . 117.4.3 垂直地埋管安装 . 117.5 回填材料投入方式 . 118 工程验收规定 . 118.1 地下水源井验收 . 118.2 垂直地埋管钻孔
4、验收 . 11附录A(资料性附录) 常用PVC-U塑料井管物理力学性能指标和规格 . 13附录B(资料性附录) 常用地埋管管材外径及壁厚 . 14附录C(资料性附录) 地埋管回填材料的热物性指标 . 16附录D(资料性附录) 水源热泵水质 . 17 DB41/T 10052015 III 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由河南省地质矿产勘查开发局提出并归口。 本标准起草单位: 河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院、 河南省深部探矿工程技术研究中心、河南省地热能开发利用有限公司、河南工程学院资源与环境学院、中国地质科学院勘探技术研究所。 本标准主要起草人:
5、卢予北、张宗恒、席新海、陈莹、吴烨、李贵明、王现国。 本标准参加起草人:董永志、王建华、牛建设、卢玮、申云飞、李建斌、邢向渠、程宇、王保君、赵尊亭。 DB41/T 10052015 IV 引 言 浅层地热能是赋存在岩土体中的低温地热资源,其深度一般在200m以浅,是一种可再生清洁能源,具有分布范围广、资源储量大、开发利用方便、对环境无污染等特点,是国家大力提倡开发利用的清洁能源之一。 目前, 浅层地热能开发利用发展迅速, 水源热泵系统和土壤源热泵系统是近年来我国使用最多的两种浅层地热能开发利用形式, 浅层地热能开发利用工程的关键之一是地下换热装置设计与施工, 钻探工程则是地下换热装置设置不可或
6、缺的工程手段。 钻探工程是实现地源热泵系统良好换热的前提, 对浅层地热能开发利用系统性能起着关键作用。 钻探的目的不同,其工艺和技术要求不同。浅层地热能水源井和地埋管钻孔设计、施工与一般水文水井、矿产资源钻探有相同点,也有许多不同之处。为了保证浅层地热能系统高效、低耗运行,有必要制定此标准,以达到提高浅层地热能钻探技术和质量的目的。 本标准是在近年来河南省浅层地热能开发利用工程实践基础上、 结合国内有关钻探技术标准制定而成,旨在为浅层地热能钻探工程的设计、施工、验收提供依据。 DB41/T 10052015 1 浅层地热能钻探技术规范 1 范围 本标准规定了浅层地热能地下水源井设计、垂直地埋管
7、钻孔设计、地下水源井施工、垂直地埋管钻孔施工、工程验收规定等。 本标准适用于各类浅层地热能钻探。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 500272001 供水水文地质勘察规范 GB 502961999 供水管井技术规范 GB 503662005 地源热泵系统工程技术规范 DZ/T 02252009 浅层地热能勘查评价规范 DB41/T 597 PVC-U成井技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 浅层地热能 shallo
8、w geothermal energy 地表以下一定深度范围内(一般为恒温带至200m埋深),温度低于25,在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源,是地热资源的一部分。 注:改写DZ/T 02252009,定义3.1。 3.2 地源热泵系统 ground-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。 注:改写GB/T 503662005,定义2.0.1。 3.3 地下水源井 groundwater source well 水源热泵系统用于从地下含水层中取水或向含水层灌注回水
9、的井,是抽水井和回灌井的统称。 注:改写GB/T 503662005,定义2.0.21。 3.4 抽水井 production well 用于从地下含水层中取水的井。 GB/T 503662005,定义2.0.19 DB41/T 10052015 2 3.5 回灌井 reinjection well 用于向含水层灌注回水的井。 GB/T 503662005,定义2.0.20 3.6 沉淀管 sedimentary tube 沉淀管是指抽水井或回灌井中过滤管最下部的井管,用于沉淀井内砂粒、沉淀物等固体。 3.7 回灌试验 reinjection test 向井中连续注水,并记录水位、水量的变化来
10、测定含水层渗透性和水文地质参数的试验。 DZ/T 02252009,定义3.10 3.8 垂直地埋管钻孔 borehole of vertical buried pipe 用于下入和安放地下土壤换热器的钻孔。 3.9 U形管 U pipe 将两根一定长度的PE或PB管在地面平行连接下入钻孔中,形成U形回路,用于热交换。 3.10 回填材料 backfill material U形管下入地下钻孔后需要回填的固定物料,一般选择钻孔排出的岩屑、砂粒或热物性较好的混合材料。 3.11 泵吸反循环钻进 suction pump reverse circulation drilling 利用泵的抽吸力,使
11、钻杆内产生抽吸作用的反循环钻进技术。 GB 91511988,定义10.1.4.2 3.12 气举反循环钻进 air lift reverse circulation drilling 压缩空气在一定深度的钻杆内与冲洗液混合,利用钻杆内外液体密度差进行反循环的钻进技术。 GB 91511988,定义10.1.4.1 4 地下水源井设计 4.1 设计依据和要求 地下水源井设计时,应依据以下主要内容: 水源热泵机组制冷、制热功率; 工作区水文地质勘察成果; 单井出水量、回灌量、井数要求; 可供建设水源井的场地面积; 抽水井与回灌井之间井间距; 回灌井结构可与抽水井相同,可互换使用; 用户的其他要求
12、。 4.2 井管选择 DB41/T 10052015 3 4.2.1 井壁管选择 浅层地热能常用井壁管类型选择见表1。 地质和水文地质条件允许情况下宜选择PVC-U塑料管, 常见PVC-U塑料井管力学性能和规格参见附录A。 表1 井壁管类型 井管类型 井管特性 铸铁井管 抗压强度较高、抗拉强度较低,与普通钢管相比腐蚀结垢速度较慢,管材质量大,价格适中,使用寿命较长。 普通钢管 材料综合力学性能指标较好、强度高,腐蚀与结垢速度较快,管材质量较铸铁管低,价格适中。 PVC-U井管 抗腐蚀和结垢性能好,质量轻,价格适中,成井方便,使用寿命长(50年)。 水泥井管 耐腐蚀,管材质量大,价格低,强度低。
13、 4.2.2 过滤管选择 浅层地热能常用过滤管类型选择见表2。地质和水文地质条件允许情况下宜选择铣缝式PVC-U过滤管。 表2 过滤管类型 过滤管类型 材料 过滤管特性 适用条件 缠丝过滤管 (圆形或梯形丝) 钢制 适用较大孔深,可根据水质选择缠丝的材料和断面形状,具有较好的挡砂透水性能;加工成本较高,孔隙率低。 与管外填砾配合, 适用于第四系和基岩含水层, 若按水质选择骨架管和缠丝材料。 铸铁 PVC-U 桥式过滤管 钢制 适用于中深孔或浅孔,滤缝为桥式结构,不易堵塞,透水性好,加工方便,孔隙率较高。 与管外填砾配合, 适用于第四系和基岩含水层。 不锈钢 条缝过滤管 钢制 孔隙率大、透水性能
14、好,加工方便。 只适用于粗颗粒含水层和基岩裂隙含水层。 PVC-U 直接在管体垂向或横向铣缝(0.7mm5mm),有良好的防腐蚀性能,成本较低。 与管外填砾配合, 适用于第四系地层, 尤其适用于水质腐蚀性较大的水井。 包网过滤管 混凝土 用竹帘、棕皮或尼龙网包裹在带孔的混凝土管外,起到挡砂作用,有良好的防腐蚀性能。 贴砾过滤器 钢衬 滤料和过滤管粘为一体,具有良好的挡砂、透水性能,应根据含水层颗粒大小,选择相应的滤料规格的过滤管。 根据水质选择骨架管可适用于各种水质的水井, 尤其适用于填砾困难的粉细砂含水层水井。 塑衬 4.2.3 沉淀管选择 沉淀管宜选择与井壁管同材质的管材作为沉淀管。 DB
15、41/T 10052015 4 4.3 地下水源井布置及数量设计 4.3.1 布置和设计依据 抽水井、回灌井的布置和数量设计应依据以下内容进行: 地下水流场; 渗透率及其他水文地质参数; 温度变化情况; 建筑物的冷热负荷量和计算确定。 4.3.2 布置方式 4.3.2.1 直线形布井 直线形布井方式: 天然地下水力坡度方向垂直于抽水井、回灌井连线,回灌井置于抽水井一侧。 天然地下水力坡度方向垂直于抽水井、回灌井连线,回灌井分别置于抽水井两侧。 天然地下水力坡度方向平行于抽水井、回灌井连线,回灌井置于抽水井一侧,水力坡度方向由抽水井指向回灌井。 4.3.2.2 折线形布井 折线形布井方式: 天然
16、地下水力坡度方向由抽水井指向回灌井,回灌井位于抽水井一侧。 天然地下水力坡度方向由抽水井指向其中一口回灌井,回灌井位于抽水井两侧。 4.3.2.3 面状布井 以垂向补给为主、径流条件较差地区,可面状布井。 4.3.3 数量设计 4.3.3.1 抽水井数量设计 抽水井数量应根据水量、水温、当地气候条件、地源热泵机组需要的换热量确定。 4.3.3.2 回灌井数量设计 回灌井数量应根据回灌试验确定。 4.4 地下水源井结构设计 4.4.1 井身结构设计 4.4.1.1 总体原则 井身结构根据地层情况,地下水埋深及钻井工艺进行设计。 松散地层井身结构设计应遵循以下原则: 按技术或合同要求确定开采段和安
17、置泵室段井径; 按地层、钻井方法确定井段的变径和相应长度; 按地层复杂程度和终孔口径确定井的开孔口径。 基岩地层井身结构设计应遵循以下原则: DB41/T 10052015 5 当上部有覆盖层或不稳定岩层时,应设置井壁管,下部开采段岩层破碎时,应设置过滤管; 当同时在覆盖层取水时,覆盖层段的管井设计应按松散层管井的要求进行; 泵室段部位,应设置井管; 根据岩层情况、成井工艺和钻进方法等确定井段长度及其变径位置。 4.4.1.2 井径设计 井径设计可遵循以下原则: 开采段或回灌段井径,应根据地下水源井设计出水或回灌量、允许井壁进水流速、过滤管类型及钻进工艺等因素综合确定; 松散地层非填砾过滤器管
18、井的开采段井径,宜比设计过滤器外径大 50mm; 基岩地层不下过滤管的地下水源井开采段井径,应根据含水层的富水性和设计出水量确定,井径宜大于 200mm; 泵室段井管内径,应根据抽水设备型号及测量动水位仪器的需要确定,宜比选用的抽水设备标定的最小井管内径大 50mm。 4.4.1.3 井深设计 抽水井、回灌井的井深设计应综合考虑以下因素: 水文地质条件; 水质要求; 出水能力或回灌能力。 4.4.1.4 过滤管长度 过滤管长度设计应根据GB 50296中有关规定确定。 4.4.1.5 沉淀管长度 沉淀管长度应根据含水层岩性和井深确定,宜大于5m。 4.4.2 抽水井、回灌井的封闭 4.4.2.
19、1 松散地层地下水源井封闭位置的设计,宜符合下列规定: 井口外围,应封闭; 水质不良含水层或非开采含水层井管外围,应封闭。 4.4.2.2 基岩地层地下水源井封闭位置的设计,宜符合下列规定: 覆盖层不取水时,井管外围应封闭; 覆盖层取水时,根据地层情况对接近地面位置进行封闭; 覆盖层井管底部与稳定岩层间应封闭; 非开采含水层井管变径间的重叠部位,应封闭; 水质不良含水层(或上部已污染含水层)与开采含水层间,应封闭。 4.5 过滤管选择 过滤管材料的选择,宜综合考虑以下因素: 地下水水质; 受力条件; 经济合理等。 DB41/T 10052015 6 过滤管宜根据含水层的性质按表3进行设计。 表
20、3 不同含水层适用过滤管类型 含水层的特征 适用过滤管的类型 坚硬或半坚硬的稳定岩层 不需安装井壁管或过滤管 坍塌掉块的不稳定岩层 圆形或条孔状骨架式过滤管、缠丝过滤管 卵石、砾石岩层 缠丝、钢筋骨架过滤管、桥式过滤管 粗砂岩层 桥式过滤管、缠丝过滤管、铣缝式PVC-U过滤管 中砂岩层 桥式过滤管、缠丝过滤管、铣缝式PVC-U过滤管 细砂岩层 桥式过滤管、缠丝过滤管、铣缝式PVC-U过滤管 粉砂或粉砂含泥岩层 贴砾过滤管 4.6 抽水量与回水量设计 根据单孔稳定流完整井抽水试验资料,按公式(1)或公式(2)计算含水层渗透系数K: ()0.733lg2QRKHS Sr=(潜水)(1) ln2QR
21、KHSr=(承压水)(2) 式中: K渗透系数,单位为米每天(m/d); 稳定的出水量或注水量,单位为立方米每天(m3H/d); 潜水或承压水含水层厚度,单位为米(m); S水位降深或升幅,单位为米(m); R影响半径,单位为米(m); r过滤管半径,单位为米(m); 根据注水孔试验资料,按公式(3)近似计算渗透系数K: ()0.3662lg4QLKL rL Sr=(3) 式中: L过滤器长度,单位为米(m)。 按公式(4)或公式(5)计算单位抽水量1q或单位回水量2q: 11QqS=(4) 22QqS=(5) 式中: 稳定的出水量,单位为立方米每天(m31Q/d); QDB41/T 1005
22、2015 7 稳定的回水量,单位为立方米每天(m35 垂直地埋管钻孔设计 /d)。 5.1 一般规定 5.1.1 设计内容 设计垂直地埋管钻孔时,应明确下列主要内容: 垂直地埋管钻孔数量、结构、深度、间距及分布; 钻进工艺方法及措施; 钻孔中换热器(U 形管)配置及管材选用; 回填材料、规格及其它要求。 5.1.2 设计原则 钻孔设计应符合以下原则: 钻孔结构应以能顺利下入换热器及满足充分换热要求为准; 设计前应对换热器强度进行校核,垂直地埋管钻孔深度以 20m160m 为宜; 应尽量回避复杂地层条件下施工垂直地埋管钻孔,无法回避时可以考虑通过调整单孔深度、减少穿越复杂层段的工作量; 在地下水
23、较丰富、冷热平衡能力强的区域,可以适当加密钻孔,减少占地面积; 应采取必要环保措施,不得破坏或污染地表环境、地下水等。 5.2 U 形地埋管选择 5.2.1 地埋管材质可选择 PE 或 PB 塑料管,其它要求按 GB 503662005 中 4.2 的规定,常用 PE 或 PB地埋管规格参见附录 B。 5.2.2 当地下热交换器和建筑物内管路没有热交换器隔开时,应考虑建筑高度造成的系统静压及地下水的抵消作用,并应进行相应计算以验证系统静压在管路最大额定承压范围内。 5.2.3 地埋管换热器内传热介质的流态应为紊流,单 U 形管流速不宜小于 0.6m/s,双 U 形管流速不宜小于 0.4m/s。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- DB41T 1005-2015 浅层地热能钻探技术规范河南省 DB41 1005 2015 地热能 钻探 技术规范 河南省
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【曲****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【曲****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。