[发明专利]不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构及方法

说明书

本发明涉及浅层低温能评价用埋管结构技术领域，尤其涉及一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构及方法。该现场热响应试验孔成孔下管结构包括：单孔地质钻孔，深度不大于200m；两组竖向平行间隔设置的管路，两组管路长度不等；各组管路的进水口和出水口伸出单孔地质钻孔上的地面设置。该现场热响应试验孔成孔下管结构利用单孔进行测试，设计不同的管长度和连通结构，最大程度避免了目前现场热响应试验前期工作对不同位置热响应试验孔的影响，减少不同位置试验孔传热情况因外在条件区别带来的干扰，更有利于研究不同深度传热，提升现场不同深度热响应试验结果的可参考性和准确性。

技术领域

本发明涉及浅层低温能评价用埋管结构技术领域，尤其涉及一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构及方法。

背景技术

《浅层地温能评价规范》说明：浅层地温能是指地表以下一定深度范围内(一般为恒温带至200m埋深)，温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。对于土壤源地源热泵系统来说，浅层地温能工程应用深度一般在100m，有时深约120m。

在相对有限的地域内，增加垂直埋管深度可提高土地或能量资源利用率。对于同样一块面积的区域，增加深度就是增加了换热(蓄热)体的体积，增大了可利用的换热功率。但是对于一口换热井而言，增加深度并不意味着每米的换热量都是相同的。原因在于受到各种因素影响，如换热管直径、介质(水)流速、管距、回填材料性能等，这些因素的作用之间也是相互关联的。

目前可以通过建立数学传热模型，研究影响单位延米数换热效果的各种因素，在一定条件下求解最优化换热深度，并分析经济合理性和资源利用合理性。通过对实际的现场不同深度的热响应试验，验证与理论分析的一致程度，并可与室内试验的热物性参数进行比对。在现场热响应试验前期工作中，如地质钻孔(热响应试验孔)的成孔，换热管的下入、孔壁间隙的回填，地层在水平向的变化等，使不同位置的热响应试验孔的物理结构可能有一定变化，其传热情况也有区别，给研究不同深度传热带来干扰。

发明内容

本发明提供了一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构及方法，利用单孔进行测试，设计不同的管长度和连通结构，最大程度避免了目前现场热响应试验前期工作对不同位置热响应试验孔的影响，减少不同位置试验孔传热情况因外在条件区别带来的干扰，更有利于研究不同深度传热，提升现场不同深度热响应试验结果的可参考性和准确性，解决了现有技术中存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案之一是：

一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，包括：

单孔地质钻孔，深度不大于200m；

两组竖向平行间隔设置的管路，两组管路长度不等；各组管路的进水口和出水口伸出单孔地质钻孔上的地面设置。

进一步地，所述单孔地质钻孔深度为200m；所述管路为U型换热PE管。

进一步地，在两组管路之间、各管路的进水段和出水段之间均设置管卡，管卡用于维持稳定的管间距。

进一步地，所述管路包括第一管路和第二管路，第一管路在所述单孔地质钻孔内高于第二管路设置。

进一步地，第一管路在单孔地质钻孔内深度为100m；第二管路在单孔地质钻孔内深度为200m。

进一步地，在第一管路和第二管路上均设置两方向相反的第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀在各管路上上、下间隔设置；设于第二管路上的单向阀均低于第一管路上的单向阀设置。

进一步的，第一管路设于单孔地质钻孔100m深度，第二管路设于单孔地质钻孔200m深度；第一管路上的第一单向阀对应单孔地质钻孔50m深度设置，第一管路上的第二单向阀对应单孔地质钻孔100m深度设置；第二管路上的第一单向阀对应单孔地质钻孔150m深度设置，第二管路上的第二单向阀对应单孔地质钻孔200m深度设置。