贵州岩溶疏干区浅层地热能地埋管施工技术

贵州省浅层地热能资源丰富,开发潜力巨大,但碳酸盐岩地层分布广、浅表岩溶裂隙极为发育,浅层地埋管施工难度大。以贵州仁怀妇幼保健院浅层地温中央空调地埋管工程为例,采用偏心潜孔锤跟管钻进、潜孔锤钻进、简便除尘器除尘、固结封堵和圆木封隔溶洞、提吊法下管等技术措施,解决了在由于溶蚀和断裂构造及河流深切割作用造成的局部岩溶发育以及地埋管埋置深度内无水的岩溶疏干区进行地埋管施工面临的松散浅表回填及岩溶软弱层成孔困难、全孔段无液面潜孔锤钻进粉尘污染环境、溶洞跑管(PE管)等技术难题,在保证了工程质量、安全的同时提高了施工效率,为类似工程提供了施工经验。     

河北省浅层地热能资源潜力评价

浅层地热能是一种清洁的能源,分布广储量大,在供暖制冷等行业有着广泛的利用前景,其合理的开发利用需以资源量的合理评价为基础。通过层次分析法对河北省地下水源热泵系统和地埋管热泵系统进行适宜性分区,在分区基础上对适宜区和基本适宜区进行资源量评价,应用热储法计算河北省地源热泵系统热容量为505.1×10¹⁴ kJ,折合标准煤166 432.259×10⁴ t;利用地下水量折算法得出地下水源换热功率为地下水源热泵系统换热功率21.16×10⁷ kW,单位换热量法计算的地埋管热泵系统换热功率为51.27×10⁷ kW;开发利用潜力地下水热泵系统冬季可供暖面积47.02×10⁸ m²;地埋管热泵系统冬季可供暖面积113.93×10⁸ m²。可见河北省浅层地热能资源量丰富,开发潜力巨大。     

层次分析法在武汉都市发展区地埋管地源热泵适宜性分区评价中的应用

采用层次分析法对武汉都市发展区地埋管地源热泵进行适宜性分区,选取第四系厚度、浅层地质结构分区、有效含水层厚度、地下水发育程度、分层地下水水质、地层平均热传导系数、平均比热容、地层每延米换热量、钻井条件、成孔单价等10项作为评价因子。评价结果为武汉市都市发展区基本都适宜地埋管地源热泵系统建设,其中武昌白沙洲、汉阳中南轧钢厂、汉南纱帽局部地区为不适宜区。     

浅层地能热泵采集系统关键科技问题与对策

本文阐述了浅层地能的概念、利用原理及其研究目的和意义,重点分析了地能热泵采集系统现存的关键科技问题,包括地能热泵采集系统回灌问题、埋地管与机组耦合作用机制、主要参数对热泵换热效果的影响等.针对地能热泵采集系统的特点和关键问题提出了一些有价值的解决对策与合理建议,对提高浅层地能热泵行业的科技水平、促进浅层地能热泵行业健康发展具有一定意义.     

地源热泵工程的实践与研究

该文介绍了地源热泵,结合工程实践,对地源热泵工程的管井场区进行规划,采用垂直埋管系统,并联环路方式,选择适宜的热泵机组,并以本供暖制冷系统与燃煤集中供暖等进行比较,说明地源热泵节能、环保等成效。及地源热泵现阶段施工应注重经验总结、工艺改进。     

贵州岩溶区地埋管钻探工艺及设备机具配置

贵州岩溶山区地埋管施工常遇松散回填、软弱破碎带和强岩溶疏干地层,钻进中多见孔壁垮塌掉块严重、液体介质漏失严重至失返等不良现象,常因钻探工艺不适宜及设备配置不合理而成孔困难致不能成孔,钻孔周期长、效率低。通过对浅表松散和软弱破碎层、岩溶破碎、岩溶疏干地层钻探工艺和设备机具配置钻进效率分析,认为适宜钻探工艺和合理设备机具配置是实现岩溶区地埋管钻探高效施工的必要条件。     

浅表回填及岩溶破碎层地埋管钻探施工技术

在贵州岩溶山区地源热泵空调系统实施中,地埋管工程常遇浅表层松散无结构回填层和软弱岩溶破碎带,钻探施工因孔壁垮塌及掉块严重、护壁管不能到位致成孔困难至不能成孔,严重影响工程进度和钻进高成本、甚至影响周边建筑物安全。采取偏心潜孔锤跟管钻进技术达到随钻跟管护壁,有效解决和避免了浅表松散回填层及软弱岩溶破碎带孔壁垮塌护壁问题,对提高钻进效率和成孔质量、降低成本及对同类地层地埋管钻探施工具有参考意义。     

地埋管地源热泵技术

该文结合实例简要论述了热泵技术与科学用能的关系,浅析了其组成及运行原理;简述了竖直埋管地源热泵更适合中国地少人多的国情,它将成为暖通空调界的主题。     

渗流影响下地埋管铺设方式的改进及其数值分析

地下水渗流对地埋管换热器与岩土体间的换热过程具有重要影响,为保证埋管的换热效率,在实际工作中需考虑渗流对埋管铺设方式的影响.该文根据埋管的实际换热过程将其边界设定为以年为周期变动的热通量边界,同时对传统的埋管铺设方式作了改进,并对其在渗流场中的传热过程进行了数值模拟.结果表明,改进后的方案能有效提高埋管的换热效率.     

煤矿废弃冻结管作为地源热泵换热器的研究

我国是世界上用冻结法凿井穿过深厚表土层的国家之一,基于某煤矿实例,通过数值模拟分析研究利用冻结管作为地源热泵换热器地埋管的可行性,并提出以冻结管作为地源热泵换热器可实现深部地层冷量和热量的利用,实现冻结孔废物利用,开辟了煤矿热泵技术中一种新的取热途径。     

浅层地热能水源井工程问题与技术研究

浅层地热能具有储量大、分布广、埋深浅、易开发等特点,是可再生新能源。在传统能源资源紧张和环境恶化形势下,大力开发利用浅层地热能对全球低碳经济和节能减排具有重要的意义。水源热泵以能量利用率高、成本低、维修方便的优势占据重要地位,其中水源井是其关键,水源井的工程质量将直接影响着系统运行、回灌和使用寿命。通过大量的调查,分析研究了目前水源井工程存在的突出问题,并在试验和实际经验基础上提出了合理的水源井工程技术。     

地层储能技术及其在煤矿上的应用分析

根据近年来第三代地热工程技术和地源热泵技术的发展,综合传统浅部地热能利用技术和中国矿业大学(北京)何满潮提出的深部地层储能技术,提出地层储能技术的内涵,介绍了其工艺系统的基本原理。结合煤矿的特点提出煤矿上可采用的储能系统的三种储能模型,采用传热学基本原理对模型进行数学分析,并结合工程分析了其在煤矿上的应用。     

地源热泵技术节能性分析

针对地热资源利用率低、地源热泵能效难以提高的问题，基于工程热力学原理，对地源热泵系统和空气源热泵系统的组成及运行特性进行了理论对比分析，结合工程案例测试数据量化分析了地源热泵技术相比于空气源热泵技术节能原因。总结了地源热泵技术节能的主要影响因素，最终从地理环境勘查、地埋管方案设计、系统设备选型、系统运维管理4个方面提出了地源热泵能效提高的改进建议。     

胶东半岛矿山地热资源利用方法

随着矿产资源的大量消耗,矿山向纵深开采成为必然趋势,随之而来的地热问题也越来越多地显现出来;矿山地热水既是淡水资源又蕴含热能,极具利用价值。矿山地热虽是绿色能源,如不能合理转化利用,会造成井下高温,严重影响生产效率。以矿山地热资源循环利用为研究目的,从地温效应调控入风流温度、热泵技术在金属矿山中的应用以及地下水回灌系统的角度,分析了矿山地热的利用原理及方法,建立了浅层井筒与风流热交换模型、压力回灌三维非稳定流数学模型等相关理论模型,并对地热利用方法进行试验研究和分析,研究结果应用于胶东半岛典型金属矿山中。结果表明,对矿山地热资源的合理利用在理论上和实际操作上具有可行性,可为我国矿业绿色能源开发探索一条可能的途径。     

中国地源热泵技术应用及进展

地源热泵技术在中国应用时间不长,但推广应用速度非常快,几乎以每年20%以上的速度增长,尤其在上海世博场馆中大面积推广,取得了很好的节能效果。随着该技术的推广应用和深入研究,我国已掌握了地源热泵的全套技术,并在浅层地热能勘查评价规范、钻孔热反应测试技术、高效地下热交换井以及太阳能与地源热泵技术的联合应用等方面都取得了一些新进展,这些成果的取得将为实现我国2050年的节能减排目标提供技术保障。     

河南省地热资源概况及开发利用区划探讨

河南省地热资源较为丰富,经估算,全省埋深4 000 m以浅新生界热储层地热可开采热水总量为26 844.90×10⁴ m³/a、可利用热能总量为32 413.61×10¹² J/a,折合标准煤1 107 737.50 t/a。地热类型可分为沉降盆地传导型、隆起山地对流型和对流—传导混合型,热源主要来自现代活动性大断裂沟通深部幔源岩浆热及沿断裂破碎带产生的机械摩擦热,水源主要为大气降水,成因模式为深循环。基于河南省地热资源赋存条件,选取地热勘查区划、开采潜力模数、黄河高质量发展区、冬季清洁供暖城市、旅游发展规划、乡村振兴规划、地热规模化利用7个因子,运用AHP法进行地热开发利用区划,按优先开发区、鼓励开发区、限量开发区、暂缓开发区四级进行区划,指导全省地热合理利用,以响应习近平生态文明思想与生态文明建设理论。     

山东温石塘地热田回灌补源压裂增注试验

地热田回灌补源是实现地热能资源可持续开发的新技术,用于解决地热能补给,提高地热能利用率。其方法是在距开采井一定距离,施工一眼注水井,通过注水井向地下注入一定比例的水量与热源再交换,提高热能资源量。介绍了对注水井实施压裂、增加对地热井注水量的新工艺。经水力压裂和抽水试验,增注水效果明显,为我国合理开采利用和保护地热能资源提供了一种新的技术方法。     

PVC-U塑料管在浅层地热能地下水资源开发工程中应用与研究

PVC-U塑料管具有耐腐蚀、不结垢、质量轻、使用寿命长等特点。将其应用于浅层地热能开发和供水管井工程中,不但可以解决金属井管腐蚀破裂、结垢和水源热泵回灌难等问题,而且还减少了水井维修费用、延长其使用寿命。结合河南郑州实施的437、400 m两眼浅层地热能开发和供水管井示范工程实践,详细论述了PVC-U塑料管成井工艺、存在问题及解决方法的研究成果。     

煤-热共采的理论与技术框架

煤炭与地热资源共采是煤及煤系共伴生资源共采的积极探索,是煤炭安全开采和地热能利用的有机结合,开发和利用矿山地热,可为绿色矿山建设和地热能发展做贡献。总结了我国高地温矿井的类型及其成因,统计了我国高地温矿井的分布情况,论述了开发和利用矿山地热资源的必要性和可行性。提出了煤-热共采的概念,从工程背景、科学问题、关键技术和工程实践等方面阐述了煤-热共采的基本理论与技术框架。探讨了煤-热共采的科学问题,包括煤系储层的地质力学问题,高地温矿井热源分析及深部地温分布规律,矿山地热资源的技术经济评价方法,煤-热共采的多场耦合及其演化规律等问题。在此基础上,分析了煤-热共采的关键技术,包括共采工艺,井下钻井与成井工艺,井下抽采与回灌技术,高效能热泵技术,高效能集输与间接换热技术,动态监测和智能调峰技术等。