[发明专利]地源热泵系统地源侧换热井复杂地质情况下的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及地源热泵系统地源侧换热井施工方法，具体是一种地源热泵系统地源侧换热井复杂地质情况下的施工方法。

背景技术

地源热泵系统地源侧是采用竖直地埋换热管道进行热交换的，所以竖直换热井和换热管道施工是地源侧的施工要点，一般施工方法采用的钻井机械大部分为井字架（龙门架）式钻井机与合金三叶钻头配合施工，对地层的适应性不强，遇到岩石较多的地层就不能快速有效的进行施工。另一方面，竖直换热井内换热管道与换热头的连接是在现场进行的，由于现场的施工条件有限，管道与换热头的连接效果不理想，因换热头接口漏水造成的成井率低是影响地源侧换热质量的一大因素。

发明内容

本发明目的是提供一种针对地下姜石层、卵石层及其他岩层较多的复杂地质情况下，确保快速钻井，提高成井率的地源热泵系统地源侧换热井施工方法。 

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种地源热泵系统地源侧换热井复杂地质情况下的施工方法，按照下列步骤进行：

（1）以设计井深为标准，采用普通井字架钻机，使用适于较松软土壤钻探的合金三叶钻头进行实验性钻探，确定实验井井深各个地层的地质情况并以米为单位记录钻探开始及结束时间，列出钻井深度时间表；

（2）对比步骤（1）得到的钻井深度时间表，找出合金三叶钻头钻进一米使用时间较多的那个地层，更换为适于卵石层、姜石层、及其他地层钻探的硬质合金牙轮钻头，再进行实验性钻探，以确定更换钻头的地层深度；

（3）确定了更换钻头的地层深度后，采用井字架钻机并采用步骤（1）和步骤（2）确定的更换钻头深度，进行正式施工钻进并记录一口井钻井完成的整体时间；

(4)引入车载式钻机，采用步骤（1）和步骤（2）确定的更换钻头深度，进行钻探并记录一口井完成的整体时间；

（5）对比两种钻机的时间记录，按照总工期的要求，以车载式钻机：井字架钻机=1:4的比例，配置两种钻机的数量进场施工；

（6）钻井完成后，在工厂内按照井深加工完成换热管道，换热头一次性加工在管道上，管道中间无接头，然后将换热管道运至施工现场下入井内，回填。

     采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的发明效果是：通过对普通施工工艺的改进，对于地下存在姜石层、大块卵石及其他岩层时，使用两种钻头更换施工的方法，并采用两种钻机合理配置施工，代替常规单一机械单一钻头的施工方法，同时采用管道工厂化一次成型技术，大大提高了施工效率，保证了施工质量，解决了普通施工工艺钻井进度慢成井率难以控制的问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容。因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

本实施例涉及608个换热井的施工，设计井深102米。具体施工步骤如下：

（1）以设计井深为标准，采用井字架钻机，使用合金三叶钻头钻探第一口实验井，以米为单位记录钻探开始及结束时间，列出钻井深度时间表。

（2）钻探第二口实验井：对比步骤（1）得到的钻井深度时间表，在钻进一米使用时间较多的那个地层是地底50米及以下地层，该地层段有较硬的姜石层和大块卵石层，合金三叶钻头不能正常钻进，为此更换硬质合金牙轮钻头进行钻探。

（3）确定了更换钻头的地层深度后，采用井字架钻机并通过更换钻头的方式，钻探第三口井并记录该口井钻井完成的整体时间。

(4) 采用车载式钻机，并通过更换钻头的方式，钻探第四口井并记录该口井钻井完成的整体时间。

（5）根据车载式钻机施工进度快，但占地面积较大，不适合大量使用的特点，对比两种钻机的时间记录，并根据本工程地源侧施工面积，按车载式钻机：井字架钻机=1:4的比例，合理配置引入16台井字架钻机、4台车载式钻机同时进场施工。

（6）钻井完成后，根据设计图纸的井深预加工管道，换热管按照103米（井深+1米）的长度生产盘管，做到管道中间无接头的要求，在工厂内完成换热头和换热管的连接，然后以盘管的形式运输至施工场地，进行实验打压后，管道按施工规范稳压下井，回填。