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地热钻井队施工要求

2024/3/16 23:16:56发布19次查看
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地热井钻探的特点概括为以下几点:
地层复杂。地热井钻探大多在第四纪的卵砾层、砂层、黏土层或岩层裂隙中钻井,这些地层给钻探工作带来的问题是坍塌、漏失和不易取心等,故在岩心钻探中称为“复杂地层”,即事故多,效率低。目标水层不允许灌浆封孔或严格意义的堵漏,钻进和采心都比较困难。
钻孔结构复杂。由于要获得分层的水文地质资料或针对不同目标贮热层,就要求隔断各含水层之间的水力。因此,下入套管的层次多,钻孔直径大,止水要求严格,井身结构复杂。
钻进方法多。由于地层复杂,即使在一个钻孔中,往往会遇到迥然不同的地层。因此,钻井工艺多种多样,如反循环钻井法、空气钻进法、潜孔锤钻进法和冲击钻进法等。
设备形式多。由于钻井工艺方法多,要求钻进设备与之相适应。因此,当前地热井钻探所用的设备类型繁多。
劳动强度大。由于孔径较大,破碎岩屑多,取心工作量虽然地质勘探孔少,但换钻具、清渣洗井等工作都是劳动强度较大的作业。为保护地热资源的永续利用,根据上级要求,我县所有地热井要全部实施回灌。按照工作部署,10月底要完成县城区内地热井回灌设备安装,11月初试运行。但由于回灌设备安装技术较复杂等原因,导致部分地热井未按期完成设备安装,这是未能提前供暖的主要原因。
a.地热井供暖是怎样运作的?
地热井供暖,是一种深层地热水供暖,在进行地热勘察,确定地下地热地质状况后,进行深层的温泉钻井,一般钻井深度从一千多米到两千多米不等,将地下热水资源通过地热井管道传输到地上,将地热水送入供暖系统,或通过热交换器,将热转换给供热系统后进行供暖,为建筑物提供所需要的温度。
b.地热井供暖有什么好处?
我国地热水资源储备丰富,在很多省份地区都具备地热井供暖的条件,如果能够加以充分利用将能够替代一些能源,达到节能的目的。地热能又是一种清洁能源,利用它进行供暖,不会造成碳排放,不会造成大气污染,多余的热量也不会影响城市小范围气候,这是一种非常环保的绿色能源。
此外,地热井供暖与其他形式的新能源供暖比起来,它不需要转化成电能,减少了步骤,更加便利,并且提高能效利用率,它也不受气候和时间段影响,供暖效果易于控制。地热井供暖的热量来源于大地下的热力径流,如果能够合理开采,不超过地热资源的自然补偿量,地热井供暖是一种能够持续利用的可再生能源供暖。
c.怎样做好地热井供暖?
(1)做好地热勘察是基础
地热井供暖zui根本的是要有地热水资源,而地热水并不是随处都有的,这就需要进行地热勘察,通过地热资源数据库掌握地区地热分布规律,再经过实地踏勘得出各种数据和材料,据此判定地热资源的成矿条件和赋存情况,进而分析地下热水的储量和位置。此外,地热钻井本身全程与岩层打交道,除了调查地下水热状况,也要对岩性和岩层分布状况进行分析,拟定开发建议。
(2)严格地热钻井工程规范与管理
由于地热钻井的特殊性和复杂性,地热井供暖前期工作中,地热钻井是耗时zui长,耗资zui多,耗力zui大的一个工程阶段,因此,在进行地热钻井前,要拟定合理的地热钻井工艺和设计方案,采用相应的技术设备,根据本身开发的条件和地热井供暖的要求,形成有侧重的施工方案。
在进行地热井施工时,严格执行工程规范,并采用全局化的工程管理,实时监测,对异常状况进行及时处理,规避各种地质和工程风险,一方面提高成井率,另一方面,控制出水量,确保与地下热水补给达到平衡,使地热井供暖项目更加*地持续下去。
(3)利用期间的维护与回灌
地热井供暖的前半段,是资源开发,后半段是资源利用,但使这两者紧密沟通起来的,是地热水。而地热水具有各种性质,携带着各种化学物质,长年利用造成结垢是不可避免的。此外,地热井本身的锈蚀由于其设备的性质也是普遍存在的,因此,除垢防腐工作,是地热井供暖后期利用过程中需要定期关注的重要工作,需要进行合理的规划和管理。可以提高地热资源利用率、减少废气热水对于环境的污染,同时维持地热资源的可持续利用。回灌有很多种模式,可以根据地质条件和具体的经济状况采用不同的回灌措施,达到地区地下资源的水热均衡,确保地热井供暖项目的*效益。将选好的砾料投入滤水管与井壁之间的环状间隙中,这一工序称为填砾。一般适合于浅井。填砾的目的是在滤水管与井壁之间形工过滤层。此人工过滤层可以增大滤水管四周的孔隙率和透水性,减小进水时的水头损失,以增加单井出水量。同时,可以起滤水挡砂作用,以防止含水层中的细小砂粒涌进滤水管内。因此,可以延长水井的使用寿命。
深井填砾主要弊端有:为填砾而增加钻井口径,钻井成本增加;投砾过程中很容易造成砾料的分选,即:相对粗的颗粒先沉入井底,较细的颗粒则悬浮在上部,使地层与砾料颗粒配不合理而导致涌砂,特别是较深的地热井,由于砾料下沉时间长,分选的层次更严重;投砾过程中,很容易导致不稳定地层坍塌,而使砾料不到位或者砾料泥皮混在一起充填在井管外围,造成洗井困难,甚至严重影响单井出水量;井斜或下管弯曲时,围填砾料很难保证其厚度的均匀性;石英含量较低的砾料,容易造成胶结,zui终影响出水量。
砾料的均匀度
砾料的均匀度主要涉及用一种规格的砾料还是多种规格的砾料,室内试验证明了均匀砾料无论在渗透性或孔隙度上皆优于混合砾料。选择砾石的均匀度应从增大地层渗透性、挡砂效果和经济性统一考虑。每一地层的砾料有一个标准直径,但要规定误差范围,*误差范围为8%。例如,砾料直径为3mm时,应采用3.24mm和2.76mm两种筛网过筛。
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