CN109667540A - 一种土壤源热泵地源井施工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地源热泵施工工艺技术领域，且公开了一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，包括：S1.测量、放线及钻机就位；S2.开孔进行初步测试；S3.成孔工艺；S4.竖直管试压及安装；S5.回填；S6.保护管路；S7.水平横沟开挖；S8.水平管连接；S9.铺填细沙；S10.土方回填。该土壤源热泵地源井施工工艺方法，采用套管跟管钻进钻孔的方式可以对较为坚硬的岩层进行钻孔，达到对不同坚硬程度的土壤均可开孔的操作，可操作性强，在实际工程中避免了更换钻机的麻烦，节省施工的时间并降低了成本，且提供了一种模式化的施工工艺，将施工工艺整合化，保证后续施工操作具有有效的参考说明，提高后续的操作进度和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及地源热泵施工工艺技术领域，具体为一种土壤源热泵地源井施工工艺方法。
背景技术
土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw/kw以上，与传统的冷水机组加锅炉的配置相比，全年能耗可节省40％左右，初投资偏高，机房面积较小，节省常规系统冷却塔可观的耗水量，运行费用低，不产生任何有害物质，对环境无污染，实现了环保的功效。
但是目前的土壤源热泵在施工过程中存在钻孔操作不便的问题，在松散的土地上钻孔效果较好，在较为坚硬的岩层中钻孔作业难以开展，且在不同的建筑物底部进行布置钻孔时的设计、施工工艺等均存在很大的差异，不能针对不同地质条件及不同的构筑物提供有效的参考，故而我们深入的研究后提出了一种土壤源热泵地源井施工工艺方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，具备可对不用硬度的土壤进行开孔等优点，解决了目前的土壤源热泵在施工过程中存在钻孔操作不便的问题，在松散的土地上钻孔效果较好，在较为坚硬的岩层中钻孔作业难以开展，且在不同的建筑物底部进行布置钻孔时的设计、施工工艺等均存在很大的差异，不能针对不同地质条件及不同的构筑物提供有效的参考的问题。
(二)技术方案
为实现上述可对不用硬度的土壤进行开孔等目的，本发明提供如下技术方案：
S1.测量、放线及钻机就位；
S2.开孔进行初步测试；
S3.成孔工艺；
S4.竖直管试压及安装；
S5.回填；
S6.保护管路；
S7.水平横沟开挖；
S8.水平管连接；
S9.铺填细沙；
S10.土方回填。
优选的，上述钻机就位后，钻杆中心必须与孔位在一条垂直线上，钻机找平后启动钻机确保各管路连接处不会有漏气现象。
优选的，上述开孔中采用套管跟管钻进钻孔井下施工工艺打出测试井，对测试井的各个层面的物理特性进行测试并绘制出岩层分布示意图。
优选的，上述成孔工艺中采用液压潜孔锤钻机，高压空气作为钻进动力和排渣手段。
优选的，上述竖直管试压及安装中在钻孔前做水压试验，在试验压力后稳压至少15分钟，稳压后压力下降不应大于3％且无泄漏现象。
优选的，上述回填中在桩基内竖埋管，将换热管预制在桩基内，在确保其他换热器与其的间距，在桩基间钻孔，将第二换热管放入钻孔内，对钻孔进行回填。
优选的，上述套管跟管钻进钻孔井下施工工艺包含以下事项：
(1)开孔沉管时，将潜孔锤反打接头与套管变径接头连接，边回转静压边冲击，进行冲击回转跟进套管；
(2)当回转扭矩很大时，套管停止回转，利用钻机的静压和潜孔锤冲击进行下管；
(3)当冲击静压套管钻不进时，应采用气动潜孔锤在套管内进行常规正循环钻进；
(4)当潜孔锤正循环钻进遇塌孔无法钻进时，则再重复进行冲击静压跟管钻进；
(5)当孔底遇到大块石无法跟管时，将潜孔锤下入套管内，将其击碎或钻穿再重复跟管钻进；
(6)当钻孔完成时，应起拔套管。
优选的，上述施工过程中，钻杆每下进10m后须进行钻机本体水平度复核，当误差大于5‰时，必须进行调整。
优选的，上述施工过程中为避免钻孔塌方，在打井过程中灌入泥浆对打井井壁泥浆凝固护壁防止塌方；边钻进边注入泥浆护壁；开孔前先轻压慢钻，钻进到2-3m后逐渐加大转速和钻压进入正常钻压和钻速。
优选的，上述成孔工艺中应根据不同的地层适时调整运行参数；在地层变化时应减小钻压及转速，防止地质情况不均而产生钻孔倾斜。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，具备以下有益效果：
1、该土壤源热泵地源井施工工艺方法，采用套管跟管钻进钻孔的方式可以对较为坚硬的岩层进行钻孔，达到对不同坚硬程度的土壤均可开孔的操作，可操作性强，在实际工程中避免了更换钻机的麻烦，节省施工的时间并降低了成本。
2、该土壤源热泵地源井施工工艺方法，提供了一种模式化的施工工艺，避免后期施工过程中出现针对不同情况的施工操作难以参考的问题，将施工工艺整合化，保证后续施工操作具有有效的参考说明，提高后续的操作进度和安全性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，包括：
S1.测量、放线及钻机就位，在钻机就位后，钻杆中心必须与孔位在一条垂直线上，钻机找平后启动钻机确保各管路连接处不会有漏气现象；
S2.开孔进行初步测试，采用套管跟管钻进钻孔井下施工工艺打出测试井，对测试井的各个层面的物理特性进行测试并绘制出岩层分布示意图；
在套管跟管钻进钻孔井下施工工艺包含以下事项：
(1)开孔沉管时，将潜孔锤反打接头与套管变径接头连接，边回转静压边冲击，进行冲击回转跟进套管；
(2)当回转扭矩很大时，套管停止回转，利用钻机的静压和潜孔锤冲击进行下管；
(3)当冲击静压套管钻不进时，应采用气动潜孔锤在套管内进行常规正循环钻进；
(4)当潜孔锤正循环钻进遇塌孔无法钻进时，则再重复进行冲击静压跟管钻进；
(5)当孔底遇到大块石无法跟管时，将潜孔锤下入套管内，将其击碎或钻穿再重复跟管钻进；
(6)当钻孔完成时，应起拔套管。
S3.成孔工艺，采用液压潜孔锤钻机，高压空气作为钻进动力和排渣手段，应根据不同的地层适时调整运行参数；在地层变化时应减小钻压及转速，防止地质情况不均而产生钻孔倾斜；
S4.竖直管试压及安装，竖直管试压及安装中在钻孔前做水压试验，在试验压力后稳压至少15分钟，稳压后压力下降不应大于3％且无泄漏现象；
S5.回填，回填中在桩基内竖埋管，将换热管预制在桩基内，在确保其他换热器与其的间距，在桩基间钻孔，将第二换热管放入钻孔内，对钻孔进行回填；
S6.保护管路，当每一个井打好一组管路放入井中之后剪去多余的一部分，地面或横沟底面留下五十公分左右用胶带裹好要注意保护管路系统避免泥浆石块和其它异物进入系统造成系统堵塞影响水流量。对成孔进行编号；
S7.水平横沟开挖，用挖掘机来操作，用挖掘机主要怕工作时挖伤挖断地下立管造成意外的不良后果；
S8.水平管连接，在竖直地埋管完成后进行水平管连接采用塑料管热熔器通过管件将各个竖直地埋管连接起来形成供回水环路；
埋管沟深满足设计要求，开挖横埋管沟槽，深度1.5米以下；沟槽与立管交叉处应特别注意管道保护不受破坏。
S9.铺填细沙，铺填细沙是为了固定水平埋管细沙便于填补管路之间的空隙避免留有空隙对最后回填土方以后土层沉降不一致而造成拉伤压弯管路；
S10.土方回填，当确定水平地埋管四周细沙已密实然后回填土方。
上述施工过程中，钻杆每下进10m后须进行钻机本体水平度复核，当误差大于5‰时，必须进行调整。为避免钻孔塌方，在打井过程中灌入泥浆对打井井壁泥浆凝固护壁防止塌方；边钻进边注入泥浆护壁；开孔前先轻压慢钻，钻进到2-3m后逐渐加大转速和钻压进入正常钻压和钻速。
本发明中，采用套管跟管钻进钻孔的方式可以对较为坚硬的岩层进行钻孔，达到对不同坚硬程度的土壤均可开孔的操作，可操作性强，在实际工程中避免了更换钻机的麻烦，节省施工的时间并降低了成本。
本发明提供了一种模式化的施工工艺，避免后期施工过程中出现针对不同情况的施工操作难以参考的问题，将施工工艺整合化，保证后续施工操作具有有效的参考说明，提高后续的操作进度和安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，包括：
S1.测量、放线及钻机就位；
S2.开孔进行初步测试；
S3.成孔工艺；
S4.竖直管试压及安装；
S5.回填；
S6.保护管路；
S7.水平横沟开挖；
S8.水平管连接；
S9.铺填细沙；
S10.土方回填。
2.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述钻机就位后，钻杆中心必须与孔位在一条垂直线上，钻机找平后启动钻机确保各管路连接处不会有漏气现象。
3.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述开孔中采用套管跟管钻进钻孔井下施工工艺打出测试井，对测试井的各个层面的物理特性进行测试并绘制出岩层分布示意图。
4.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述成孔工艺中采用液压潜孔锤钻机，高压空气作为钻进动力和排渣手段。
5.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述竖直管试压及安装中在钻孔前做水压试验，在试验压力后稳压至少15分钟，稳压后压力下降不应大于3％且无泄漏现象。
6.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述回填中在桩基内竖埋管，将换热管预制在桩基内，在确保其他换热器与其的间距，在桩基间钻孔，将第二换热管放入钻孔内，对钻孔进行回填。
7.根据权利要求3所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述套管跟管钻进钻孔井下施工工艺包含以下事项：
(1)开孔沉管时，将潜孔锤反打接头与套管变径接头连接，边回转静压边冲击，进行冲击回转跟进套管；
(2)当回转扭矩很大时，套管停止回转，利用钻机的静压和潜孔锤冲击进行下管；
(3)当冲击静压套管钻不进时，应采用气动潜孔锤在套管内进行常规正循环钻进；
(4)当潜孔锤正循环钻进遇塌孔无法钻进时，则再重复进行冲击静压跟管钻进；
(5)当孔底遇到大块石无法跟管时，将潜孔锤下入套管内，将其击碎或钻穿再重复跟管钻进；
(6)当钻孔完成时，应起拔套管。
8.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述施工过程中，钻杆每下进10m后须进行钻机本体水平度复核，当误差大于5‰时，必须进行调整。
9.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述施工过程中为避免钻孔塌方，在打井过程中灌入泥浆对打井井壁泥浆凝固护壁防止塌方；边钻进边注入泥浆护壁；开孔前先轻压慢钻，钻进到2-3m后逐渐加大转速和钻压进入正常钻压和钻速。
10.根据权利要求1所述的一种土壤源热泵地源井施工工艺方法，其特征在于，上述成孔工艺中应根据不同的地层适时调整运行参数；在地层变化时应减小钻压及转速，防止地质情况不均而产生钻孔倾斜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190423 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |