浅层地热能水源井工程问题和相关技术

1、    浅层地热能水源井工程问题和相关技术    郭新亮摘要浅层地热能的储量非常大，分布范围广，容易开发。在传统的能源资源紧张的情况下，合理的开发和使用浅层地热能，可以起到节能减排的效果。水源热泵具有很高的利用效率，维护便捷，在水源井中广泛使用。本文对水源井工程的主要问题进行分析，并提出合理的技术措施。关键词浅层地热能；水源井；问题；技术：2095 - 4085（2018） 07 - 0109 - 02浅层地热能资源非常丰富，而且分布非常广泛，开发利用非常便捷。如今，传统的化石类能源匮乏，环境污染严重，完善浅层地热能的开发非常重要。1 水源井施工现状和问

2、题1.1水源井施工现状现在，我国浅层地热能开发中，很多城市在相关的管理方面还存在问题。很多城市和地区在机电安装方面已经制定了措施，但是钻探和水文地质技术人员的经验不足，他们常常凭借自己的经验操作，而且使用价格低廉的个体钻机。浅层地热能开采中，一般井深控制在50200m之间，一般采用水泥管，在井管置入后，直接采用水泵抽水。常常导致低下水位下降、地面沉降不均匀等问题，导致浅层地热能不能有效的开发。1.2主要问题其一，成井管的材质不好，使用年限短。由于工程承包价格非常低廉，所以施工方也会选择价格低廉的水泥管。水泥管尽管具有一定的耐腐蚀性能，但是其抗冲击和抗弯曲能力比较差，过滤管部分容易产生井壁的摩擦

3、。因此，在水源井使用环节中，常常会导致水泥管的开裂，导致大量的泥浆涌出。其二，回灌问题突出。泥浆污染会导致含水层被堵住，钻井效率低下，而且如果不能配合合适的洗井方式，就会导致金属管道发生严重的腐蚀，导致含水层的渗透性降低，导致抽水井的水量非常小。甚至有些施工单位为了应付业主，他们会将回灌井和排水管道分流，导致地下水位下降，产生地面沉降不均的情况。其三，热贯通问题突出，导致设备运行不畅。水源热泵主要是借助地下水的恒定温度产生的热源运行，在夏季将冷水抽出，灌人热水，冬季正好相反。由于回灌水和含水层的温度差异很大，回灌水会导致井的温度变化很大。抽水井和回灌井之间的距离非常大，回水在地下流动的效率低，

4、导致热贯效果不好。2 水源井工程技术研究2.1 水源井成井材料选择水泥管和金属管材本身存在质量问题，在成井过滤管成型环节中，采用不锈钢过滤管，成本低，已经得到大力推广。为了对不同材质过滤管的腐蚀情况进行分析，采用实验的方式，发现镀锌桥式过滤管在一个星期后开始发生腐蚀，普通t型丝过滤管在两个星期后开始出现腐蚀。pvc-u塑料和不锈钢过滤管没有显著变化，只是容器内的水质发生浑浊。说明pvc-u塑料在不同的水质中不会发生腐蚀现象，不会对地下水造成污染，而且此类管道的管壁不粗糙，不会产生较大的阻力，具有很好的塑性特征。2.2钻井工艺2. 2.1钻孔结构设计浅层地热能水源井与一般的井存在差异，水源井由大

5、量的回灌群井构成，而且不是连续工作。因此，在成井结构设计环节中存在差异。供水井的过滤层厚度一般超过70mm，水源井的过滤层厚度超过loomm。2.2.2钻井方法针对不同的类型，采用不同的钻井方法。在孔隙型的地下水钻井，一般是采用泵吸反循环的方式，这种方法的效率可以得到保障，而且水量多，可以迅速成井，降低泥浆带来的污染，不会堵塞地层，可以省略施工完成后洗井的操作。采用泵吸循环法的钻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，这种方法不能使用。泵吸循环法一般使用在松散的卵砾地层中，如果地层的硬度较大，这种方法不适合。针对岩溶裂隙型的地下水钻井，由于巖石的硬度非

6、常大，一般钻井的效率不高。因此，一般采用空气潜孔锤，可以提升钻井的效率。2.2.3填砾和止水回填料一般选择天然石，这类石料非常稳定，一般不采用人工碎石，这类石料的稳定性很差。防止过滤层发生胶结的情况，在填砾环节中，应该控制好速度，不能过急，确保填砾的厚度均匀。在回灌井滤料直径选择中，应该将其控制在抽水井大一级，从而形成较好的透水空间，降低阻力。水源井的止水操作应该结合当地的地质和水文条件进行，防止全孔上下连通的方式，防止对地下水造成污染。3 结语水源热泵开发浅层地热能的关键在于水源井的施工。在水源井施工环节中，目前存在回灌困难、地质环境和污染等情况，这些都与水源井的联系密切。因此，在新能源开发环节中，要完善水源井的施工设计，节省成井材料，合理的选择钻井的方法。结合水源井工程问题，创新技术，才能确保浅层地热能得到科学的开发。参考文献：1李德威，王焰新，干热岩地热能研究与开发的若干重大问题j.地球科学（中国地质大学学报），2015，40（11）：1858 -1869.2周长龙，浅层地热能水源井的工程问题与技术