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制冷系統工藝原理  

系統制冷工作時，地熱井只用于制備生活用水。制冷時采用系統常規冷水機組，管網與采暖循環水管網共用。整個制冷系統由水源、取水構筑物、輸水管網、水處理設備、冷水機組、冷卻塔和室內末端系統所構成。在水冷機組中蒸發器是出送冷量的設備，制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷凍水，冷凍水被送到各風機風口的冷卻盤管中吸收盤管周圍的空氣熱量，產生低溫空氣由盤管風機吹送到各個房間，以實現制冷。壓縮機起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用，冷凝器是放出熱量的設備，將制冷劑的熱量一起傳遞給冷卻塔，再由冷卻塔對其進行自然冷卻或通過冷卻塔風機對其進行噴淋式強迫風冷，與大氣之間進行充分熱交換，使冷卻水變回常溫，以便循環使用。

其中冷水機組工作原理為制冷劑在蒸發器內吸收被冷卻

物的熱量并汽化成蒸汽，壓縮機不斷地將產生的蒸汽從蒸發

器中抽出，并進行壓縮，經壓縮后的高溫、高壓蒸汽被送到冷凝器后向冷卻介質(如水、空氣等)

放熱冷凝成高壓液體，

在經節流機構降壓后進入蒸發器，再次汽化，吸收被冷卻物體的熱量，如此周而復始地循環，從而實現將水中的冷量向建筑物供冷。而冷卻塔的主要作用在于散熱，其工作原理將熱水噴撒至散熱材表面與通過之移動空氣相接觸。此時，熱水與冷空氣之間即產生顯熱之熱交換作用，同時部份的熱水被蒸發，亦即蒸發水汽中其蒸發潛熱被排放至空氣中，zui后經冷卻后的水落入水槽內，利用泵浦將其傳送至熱交器中，再予吸收熱量。

地熱鉆井工作

地熱鉆探工程部署原則

1、在充分收集分析研究已有地質、地球物理、地球化學勘查資料的基礎上，選擇地熱資源勘查開發代表性地段部署地熱鉆探工程；

2、以查明主要熱儲的類型、分布、埋藏條件、滲透性、地熱流體質量、溫度及壓力，地熱井的生產能力大小為重點；

3、勘查深度可根據主要熱儲類型、埋藏深度、當前的開采技術經濟條件和市場需要確定，對于天然出露的帶狀熱儲類型，勘查深度一般控制在1000m內；隱伏的盆地型層狀熱儲，勘查深度一般不超過4000m；

4、地熱勘查應實行“探采結合”的原則，地熱地質勘查鉆孔能成井開采利用的，應按成井技術要求實施；地熱開采井的鉆井地質編錄、測井、完井試驗與地質資料手機整理除按成井技術要求實施外，還應按地質勘查要求，取全取準各項地熱地質資料。[2]

地熱鉆井基本要求

1、地熱鉆井的基本要求包括：詳細的巖芯編錄、裂隙統計、采集巖石磨片樣和化學分析樣等方法，驗證前期地熱成礦模型（如地層、巖石、構造、重要的地質界線變化情況等）。

2、跟鉆測溫和綜合測溫，繪制縱向溫度變化曲線，以科學掌握溫泉水溫。

影響鉆井成本的要素

1、井深 鉆井越深，成本越高。

2、地質因素 鉆井中地質構造的復雜程度 地質構造越復雜，變徑越多，成本越高。

3、鉆井的地理位置 這決定了鉆井設備的搬運方式和動力來源，進而影響鉆井成本。

4、鉆機的進尺、動力大小和開孔直徑 一般來說，進尺越深，要求的動力越大，成本也越高。地熱能既可以發電，也可以供暖，還可以進行溫泉旅游開發以及地熱農業種植和養殖，它能夠輔助治理霧霾，減少非可再生能源的消耗，作為新能源的重要部分，是未來能源結構調整中的一個重點，目前地熱能雖然沒有太陽能、風能的普及度高，但也在加速發展，積極預熱，目前很多地熱資源豐富的地區都在開始進行地熱資源開發，而地熱資源開發中zui基礎也是zui重點的工程，就是地熱鉆井。

地熱井不同于普通水井，因為它打得更深，就會面臨更復雜的地質狀況和其他狀況，因此投資較高，同時也面臨著一定的風險，隨著地質條件的變化，還有很多隱蔽工程，因此可能在中途還要相應地調整鉆井設計方案，而如果在地熱鉆井過程中管理不善或粗放進行，在檢查時很難發現，但在后期卻會埋下隱患。湖北地大熱能科技有限公司提醒，在進行地熱鉆井時，有些事情是不可不知的。地熱井效率高的秘密很多人想知道，同樣是地熱鉆井，為什么有的就很，有的用個兩三年就不行了呢？這存在一個運維問題。地熱井的利用系統雖然操作簡單，但是客觀存在的地下狀況卻不會因此而變簡單，由于地熱水存在水熱礦三種性質，而井管通常是金屬管的話，結垢生銹這類事情幾乎是不可避免的。所以，即使是成井投產后，地熱井依舊需要保養，定期進行洗井，并且監測水質狀況。

回灌？有這個必要嗎？

地熱資源是有條件的可再生資源。有的地質條件好，設計合理的地熱井，能夠達到采償平衡，就能夠*運作，而有的地熱井由于抽取量與地下不協調，可能*開采就會造成地下資源枯竭，在這種情況下，就顯示出了適當回灌的重要性，用的是熱量，而水是可以*循環的，這樣確保了整個地上地下系統的和諧與資源的持續利用

一種止水器。

封水止水器，是采用異徑止水，兩板間的填料，由硅膠板或橡膠板填實壓實膨脹，達到止水效果。它克服了以海帶、膠板、橡膠圈止水的局限性，現已廣泛用于地熱井、水文水井、煤田水文孔的隔離止水工作中。

1制作過程

該封水止水器由石油套管短節、硅膠板或橡膠板材料和軸承三部分組成。石油套管短節為封水止水器主體管，硅膠板或橡膠板為止水材料，用于擠壓封閉套管底部與孔壁間隙；上下擋板是防止下管時，止水硅膠板或橡膠板材料被損壞。其制作方法是：用1.30m左右，外徑200mm，內徑159mm的空心管作為主軸，材質為40Mn，管材下部公頭和177.8mm石油管絲扣連接，中間外扣，下部固定支撐板，支撐板上加硅膠板做塊料，中間200mm加骨架上下浮動板。骨架板上填入硅膠板一塊料300mm，再加上浮動。上加骨架板，骨架板上加上8240軸承。軸承上加旋緊板（35mm鋼板加工內扣）緊扣。

2工作原理

遇水膨脹橡膠板或硅膠板，富有彈性而且不透水。它是在橡膠中加入一種親水溶脹的高分子物質，使其既有一般橡膠制品的性能，又有遇水自行膨脹的*性能，是一種新型防水材料，能起到以水止水的作用，防水效果比一般橡膠更為可靠。遇水膨脹橡膠較普通橡膠具有更的特性和優點：該種橡膠在遇水或受潮后會產生2-3倍的膨脹變形，并充滿接縫的所有不規則表面、空穴及間隙，同時產生巨大的接觸壓力，*防止水分滲漏。當接縫或施工縫發生位移，造成間隙超出材料的彈性范圍時，普通型橡膠止水材料則失去止水作用，而該材料還可以通過吸水膨脹來止水。使用遇水膨脹橡膠作為堵漏密封止水材料，不僅用量節省，而且還可消除一般彈性材料因過大壓縮而引起彈性疲勞的特點，使防水效果更為可靠。在封水止水器使用過程中，由于其上的兩塊擋板很好地防止了止水材料在下入孔內時被磨掛或錯位，經給壓后，遇水膨脹，達到隔離密閉止水目的。

3特點

（1）封水止水器中的橡膠板或硅膠板，具有遇水膨脹，封堵、阻隔地層中水的作用。且膨脹倍率高，移動補充性強，具有較強的平衡自愈功能，可自行封堵因沉降而出現的新的微小裂隙。

（2）優于傳統的止水工藝，且制作方法簡便易行，省工省時。

（3）止水工藝簡單，能滿足地熱井、水文孔抽水試驗質量，事故率低，風險小。

4應用范圍

（1）在地熱井施工中，根據電測井和鉆探結果確定止水位置，進行涼水與熱儲層的止水工作。該封水止水器可用于一孔多層抽水或涌水試驗時，隔離上下含水層的水，還可以在每一個含水層段的的上下安裝，避免地層跨塌引起的含水層段的堵塞。

（2）煤田地質水文鉆孔、水文水井鉆孔用該止水器，能很好的隔離非目的含水層，確保工程質量，提高工作效率。

（3）對于固井、舊井修復等水文水井工程，均可用該封水止水器進行重新止水。

5封水止水器應用實例

現以某地熱井止水工藝為例進行說明。

施工區域斷裂較為發育，屬張性斷裂，破碎帶很寬，鉆孔坍塌嚴重。該孔設計深度1200m，電測井結果確定的涼水與熱水之間止水深度為486.00m。

（1）原設計鉆孔結構

一開φ500mm牙輪鉆頭鉆至基巖界面，下入φ325mm套管，粘土、海帶或水泥止水。二開φ311mm鉆至終孔位置，下入φ177.8mm套管，并進行套管外水泥固管止水。

（2）采用封水止水器后的鉆孔結構

一開φ450mm鉆至基巖界面，下入φ325mm套管做為下泵段并且隔離覆蓋層護壁。二開φ215mm鉆至終孔位置后，下φ177.5mm實管、花管及封水止水器。

（3）鉆孔結構調整后的優點

①在地熱井鉆探中，由于鉆孔孔徑變小，鉆桿扭矩力和鉆盤扭矩力隨之減小，避免了孔內事故的發生，降低了施工風險。

②縮短了施工周期，原材料成本下降，提高了經濟效益。

（4）止水過程

首先依據電測井資料和鉆孔取心情況，以及儲熱層具體位置，確定止水層位，并選擇比較堅硬、完整、孔徑規則的巖石作為止水段。然后再依據井深結構制作不同尺寸的上隔離器和下隔離器，并計算好封水止水器的下入位置，并用鉆具送入到位置。該封水止水器主軸上部變絲接頭為內反扣，鉆具接頭和端點連接頭下部為公反絲扣，當將其送到重疊位置后，開正車甩入井內后提鉆具，接上工具扳手，開車上扣，壓止zui大限度。zui后，倒開正反絲接手，提出孔內全部鉆具后，靜止12h，兩板間的填料，由硅膠板或橡膠板填實壓實膨脹，經充氣、充水后，與孔壁環裝間隙封閉，達到止水效果。

（5）止水質量檢查

進行抽水試驗前，先用鉆具掃通止水管底端，在止水管與含水層不連通的情況下，向止水管內注水。如管內無漏失或漏失量小于規定值時，可認為止水合格。地熱井止水效果的檢查，主要看溫度，溫度達到了預期目的，說明止水質量過關。

很多地熱井，在后期的地熱項目中，出水逐漸減少，并且水溫降低，zui終甚至無法供應項目的整體利用，導致項目無法持續下去。如一些溫泉旅游項目，zui初開采的地熱井足夠供應整體旅游項目所需，但后來因為諸多原因的作用，水溫逐漸下降，水量也減少，無法維持溫泉洗浴所需，而一些溫泉供暖項目，也基于各方面原因，在運行一段時間后水量和熱量的減少，使供暖效果越來越差。在進行地熱井施工的過程中，要實時監控地熱井下的水熱儲量變化，具體情況具體應對，盡量保持開采與地下補給的平衡，同時，掌握水質和地下巖層的變化，同時，泥沙沉積和水中化學物質、微生物，以及開采用的管道設備等所造成的膠結、沉淀、結垢，都可能堵塞進水通道和濾水管縫隙，如果不進行定期處理，極容易造成出水孔堵塞，導致水量減少，水溫下降地熱井也像人一樣，要定期體檢

地熱井的運行狀況如何，并不是一目了然的，畢竟它的大部分都深深埋藏在地下，即使出了問題和隱患，也很難*時間看到，因此，定期的進行地熱井的測井，對地熱井進行體檢，是地熱井能夠*健康運行的保證。

隨著經濟的快速發展，人們對生活品質的要求越來越高，傳統采暖方式污染嚴重，溫度不均勻、安裝不方便、舒適性差、能源消耗大、社會效益低，已經無法滿足人們對現代生活品質的zui求，以及環境友好型和資源節約型社會的建設需要，而地熱供暖作為一種環保、清潔、舒適的供暖方式逐漸被普及開來。

地熱資源作為一種清潔、環保的可再生資源在近年來得到了廣泛應用，通過對國內外地熱資源開發時間觀察發現：地熱資源的綜合開發利用具有很高的社會效益、經濟效益和環境效益。在我國，地熱水被應用于洗浴、發電、供暖、溫室、農業養殖等各個領域，其中，將地熱井水用于供暖不但環保、節能，在工藝技術上也相對簡單可行。近年來，地熱井供暖在我國北方得到了逐漸推廣，其供暖效果、環保效益取得了各界的廣泛認可，從而變成了一種新的供暖趨勢。那么地熱井供暖的優勢有哪些呢？

性能

地熱井供暖源于歐美國家，早在二十世界四十年代已經被普遍用于歐美國家，覆蓋了世界寒冷地帶的三分之一的區域，地熱井供暖于上世界九十年代被傳入我國，一經采用便憑借環保、舒適、清潔、節能等諸多優勢而廣受認可。傳統供暖多以燃煤、燃油為供熱原料，*，煤煙污染是我國大氣污染的重要原因之一，在燃燒過程中所產生和排放的大量塵埃和有害氣體，是大氣污染的主要構成成分。而與這些相比，地熱能源是請記得、可再生的，深層地下水有著自身的循環系統，地熱水被抽上來用于供暖后，再循環到地下，整個水循環系統基本上是不消耗水的。從這個角度看，地熱資源是取之不盡、用之不竭的。且地熱井供暖不會對環境造成污染，大大減少了碳排放量，充分符合當今社會“低碳環保，節能減排”的環境建設要求。

地熱井鉆探

地熱井供暖只在初期開采階段投資量大，但在供暖系統中的維護費用、運行費用等都遠較傳統供暖為少，總體而言經濟性更強。順昌鉆井公司為您提供地熱勘察、開發、后期泵房建設一站式服務。不僅為您節省了初期開支，還為您省去一道流程找一家公司的時長，更省心。

地熱井供暖的工藝流程相對而言比較簡單，對水溫的要求寬松，水溫從15℃－１８０℃都可以用于供暖，水溫較高的更可以直接省卻加熱的步驟直接使用。減少了供暖過程中的熱能損失，隨著如順昌鉆井工程有限公司等企業對地熱供暖技術的鉆研推動，地熱井供暖在實踐中已表現出越來越多的合理性、科學性。

我國的地熱能分布廣泛，儲備豐富，在目前經濟發展與資源短缺的矛盾日益尖銳的情況下，如何合理有效的運用更多的綠色資源，已是經濟發展的頭等大事。地熱能作為綠色資源的代表能源，需要引起人們更多的重視，創造出更多的經濟效益和社會效益。

過去冬季供暖的矛盾主要是暖不暖，現在已轉向又綠又暖，綠色供暖逐漸成為共識，針對燃煤鍋爐實施清潔能源替代是*燃煤排放污染的有效措施。

面對如今的供暖瓶頸，發展清潔供暖才是當務之急，就如今能源來看只有地熱能是清潔、環保、無污染的。如果用地熱能供暖將會從源頭上解決污染問題，在供暖的同時也能符合當今時代的主體。我國北方城市地熱資源相對豐富，如果大力發展地熱井供暖，地熱井供暖在有效緩解環境問題的同時，更能提高更方面的經濟效益。

與傳統供暖模式比起來，地熱井供暖的投資從*來看，初期投資要高于其他的供暖方式，但是后期的收益及運行費遠遠低于其他供暖方式。據七十年代末期對北京城區熱田13一15眼地熱井經濟效益的統計,單井年效益zui高達15·4萬元,zui低1一2萬元,平均3一4萬元,還本年限7一15年。到九十年代,部分地熱井經濟效益更為明顯,單井采暖一冬可節約經費50余萬元,經營性浴池用地熱水后扭虧為盈,半年創收入20萬元,溫室種植年產值150萬元,利潤30萬元。