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地熱井鉆探的特點概括為以下幾點:
地層復(fù)雜。地熱井鉆探大多在第四紀的卵礫層、砂層、黏土層或巖層裂隙中鉆井,這些地層給鉆探工作帶來的問題是坍塌、漏失和不易取心等,故在巖心鉆探中稱為“復(fù)雜地層”,即事故多,效率低。目標水層不允許灌漿封孔或嚴格意義的堵漏,鉆進和采心都比較困難。
鉆孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于要獲得分層的水文地質(zhì)資料或針對不同目標貯熱層,就要求隔斷各含水層之間的水力。因此,下入套管的層次多,鉆孔直徑大,止水要求嚴格,井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
鉆進方法多。由于地層復(fù)雜,即使在一個鉆孔中,往往會遇到迥然不同的地層。因此,鉆井工藝多種多樣,如反循環(huán)鉆井法、空氣鉆進法、潛孔錘鉆進法和沖擊鉆進法等。
設(shè)備形式多。由于鉆井工藝方法多,要求鉆進設(shè)備與之相適應(yīng)。因此,當前地熱井鉆探所用的設(shè)備類型繁多。
勞動強度大。由于孔徑較大,破碎巖屑多,取心工作量雖然地質(zhì)勘探孔少,但換鉆具、清渣洗井等工作都是勞動強度較大的作業(yè)。為保護地熱資源的永續(xù)利用,根據(jù)上級要求,我縣所有地熱井要全部實施回灌。按照工作部署,10月底要完成縣城區(qū)內(nèi)地熱井回灌設(shè)備安裝,11月初試運行。但由于回灌設(shè)備安裝技術(shù)較復(fù)雜等原因,導(dǎo)致部分地熱井未按期完成設(shè)備安裝,這是未能提前供暖的主要原因。
a.地熱井供暖是怎樣運作的?
地熱井供暖,是一種深層地熱水供暖,在進行地熱勘察,確定地下地熱地質(zhì)狀況后,進行深層的溫泉鉆井,一般鉆井深度從一千多米到兩千多米不等,將地下熱水資源通過地熱井管道傳輸?shù)降厣?,將地熱水送入供暖系統(tǒng),或通過熱交換器,將熱轉(zhuǎn)換給供熱系統(tǒng)后進行供暖,為建筑物提供所需要的溫度。
b.地熱井供暖有什么好處?
我國地熱水資源儲備豐富,在很多省份地區(qū)都具備地熱井供暖的條件,如果能夠加以充分利用將能夠替代一些能源,達到節(jié)能的目的。地熱能又是一種清潔能源,利用它進行供暖,不會造成碳排放,不會造成大氣污染,多余的熱量也不會影響城市小范圍氣候,這是一種非常環(huán)保的綠色能源。
此外,地熱井供暖與其他形式的新能源供暖比起來,它不需要轉(zhuǎn)化成電能,減少了步驟,更加便利,并且提高能效利用率,它也不受氣候和時間段影響,供暖效果易于控制。地熱井供暖的熱量來源于大地下的熱力徑流,如果能夠合理開采,不超過地熱資源的自然補償量,地熱井供暖是一種能夠持續(xù)利用的可再生能源供暖。
c.怎樣做好地熱井供暖?
(1)做好地熱勘察是基礎(chǔ)
地熱井供暖zui根本的是要有地熱水資源,而地熱水并不是隨處都有的,這就需要進行地熱勘察,通過地熱資源數(shù)據(jù)庫掌握地區(qū)地熱分布規(guī)律,再經(jīng)過實地踏勘得出各種數(shù)據(jù)和材料,據(jù)此判定地熱資源的成礦條件和賦存情況,進而分析地下熱水的儲量和位置。此外,地熱鉆井本身全程與巖層打交道,除了調(diào)查地下水熱狀況,也要對巖性和巖層分布狀況進行分析,擬定開發(fā)建議。
(2)嚴格地熱鉆井工程規(guī)范與管理
由于地熱鉆井的特殊性和復(fù)雜性,地熱井供暖前期工作中,地熱鉆井是耗時zui長,耗資zui多,耗力zui大的一個工程階段,因此,在進行地熱鉆井前,要擬定合理的地熱鉆井工藝和設(shè)計方案,采用相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備,根據(jù)本身開發(fā)的條件和地熱井供暖的要求,形成有側(cè)重的施工方案。
在進行地熱井施工時,嚴格執(zhí)行工程規(guī)范,并采用全局化的工程管理,實時監(jiān)測,對異常狀況進行及時處理,規(guī)避各種地質(zhì)和工程風(fēng)險,一方面提高成井率,另一方面,控制出水量,確保與地下熱水補給達到平衡,使地熱井供暖項目更加*地持續(xù)下去。
(3)利用期間的維護與回灌
地熱井供暖的前半段,是資源開發(fā),后半段是資源利用,但使這兩者緊密溝通起來的,是地熱水。而地熱水具有各種性質(zhì),攜帶著各種化學(xué)物質(zhì),長年利用造成結(jié)垢是不可避免的。此外,地熱井本身的銹蝕由于其設(shè)備的性質(zhì)也是普遍存在的,因此,除垢防腐工作,是地熱井供暖后期利用過程中需要定期關(guān)注的重要工作,需要進行合理的規(guī)劃和管理??梢蕴岣叩責豳Y源利用率、減少廢氣熱水對于環(huán)境的污染,同時維持地熱資源的可持續(xù)利用?;毓嘤泻芏喾N模式,可以根據(jù)地質(zhì)條件和具體的經(jīng)濟狀況采用不同的回灌措施,達到地區(qū)地下資源的水熱均衡,確保地熱井供暖項目的*效益。將選好的礫料投入濾水管與井壁之間的環(huán)狀間隙中,這一工序稱為填礫。一般適合于淺井。填礫的目的是在濾水管與井壁之間形工過濾層。此人工過濾層可以增大濾水管四周的孔隙率和透水性,減小進水時的水頭損失,以增加單井出水量。同時,可以起濾水擋砂作用,以防止含水層中的細小砂粒涌進濾水管內(nèi)。因此,可以延長水井的使用壽命。
深井填礫主要弊端有:為填礫而增加鉆井口徑,鉆井成本增加;投礫過程中很容易造成礫料的分選,即:相對粗的顆粒先沉入井底,較細的顆粒則懸浮在上部,使地層與礫料顆粒配不合理而導(dǎo)致涌砂,特別是較深的地熱井,由于礫料下沉?xí)r間長,分選的層次更嚴重;投礫過程中,很容易導(dǎo)致不穩(wěn)定地層坍塌,而使礫料不到位或者礫料泥皮混在一起充填在井管外圍,造成洗井困難,甚至嚴重影響單井出水量;井斜或下管彎曲時,圍填礫料很難保證其厚度的均勻性;石英含量較低的礫料,容易造成膠結(jié),zui終影響出水量。
礫料的均勻度
礫料的均勻度主要涉及用一種規(guī)格的礫料還是多種規(guī)格的礫料,室內(nèi)試驗證明了均勻礫料無論在滲透性或孔隙度上皆優(yōu)于混合礫料。選擇礫石的均勻度應(yīng)從增大地層滲透性、擋砂效果和經(jīng)濟性統(tǒng)一考慮。每一地層的礫料有一個標準直徑,但要規(guī)定誤差范圍,*誤差范圍為8%。例如,礫料直徑為3mm時,應(yīng)采用3.24mm和2.76mm兩種篩網(wǎng)過篩。