××地熱井 施工技術設計

××單位 ×年×月×日

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編制單位：×× 隊 長：×× 總工程師：× 地質科長：× 編 寫：× 審 核：× 描 圖：× 打 字：×

設計施工日期：

年×月

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第1部分 水文地質

第1章 前言

××單位為了開發(fā)當地地熱資源，開展溫礦泉洗浴，改善居民生活條件等，擬施工××地熱井1口。×年×月×日我隊與××單位簽訂了該熱水井施工合同。

1、主要工程量

主要工程量包括：1. 施工熱水井1眼，鉆探進尺×米；2. 全孔水文地質測井；3. 抽水試驗1次；4. 水質化驗1組（全分析、微量元素、細菌分析）。

二、主要工程質量標準

主要工程量標準：

1．設計孔深×m；

2．出水量100m3/h，水溫40℃；

3．終孔層位：薊縣系霧迷山組；

4．封孔止水：侏羅系中統(tǒng)髫髻山組底板之上地層全封。水泥標號不低于525#；

5．下泵段管徑不小于Ф340mm，下泵段深度不小于300m；

6．鉆孔偏斜執(zhí)行GB11615-89《地熱資源地質勘查規(guī)范》。

第二章 工程概況

第1節(jié) 工程基本概況

擬施工的×單位地熱井位于××。地處××，地勢平坦，地面海拔標高39m。×與每條高等級公路互連成網，交通便利。

本工程施工目的主要是獲取地下熱水資源，同時也相應地為研究×地質條件提供詳實的資料，有關技術要求原則上執(zhí)行GB11615-89《地熱資源 3

地質勘查規(guī)范》，所獲取資料主要側重于與地熱相關的內容。

第二節(jié) 施工地質條件

×地熱井所處區(qū)域大地構造單元為中朝準地臺（Ⅰ級構造單元）上的華北斷陷（Ⅱ級構造單元）順義迭凹陷（Ⅳ級構造單元）內，其西北部與燕山臺褶帶（Ⅱ級構造單元）上的昌（平）懷（柔）中穹斷（Ⅳ級構造單元）相接；東部與平谷中穹斷（Ⅳ級構造單元）相接；南部與北京迭斷陷（Ⅳ級構造單元）相接。地熱井所處區(qū)域在陰山緯向構造體系南端燕山臺褶帶和祁呂賀山字型東翼反射弧構造體系及新華夏構造體系的復合部位， 五大構造體系的復合、聯合作用構成了本區(qū)復雜的構造格局和控制了地層的沉積分布特征。

1、地層

區(qū)內地層自上而下有第四系，侏羅系中統(tǒng)髫髻山組，薊縣系霧 迷山組。

1．第四系（Q）：主要為粘土，亞粘土夾砂、礫、石層，厚度約1090米，與下伏地層不整合接觸；

2．侏羅系中統(tǒng)髫髻山組（J2t）：主要為致密，堅硬的安山集塊巖，為熱儲蓋層，厚約450米，與下伏地層不整合接觸；

3．薊縣系霧迷山組（Zjw）：主要為含硅質條帶白云質灰?guī)r，巖溶洞裂隙發(fā)育，為熱水目的層，厚約260米，未揭穿。

二、地熱“儲、蓋、源、通”條件

本孔所在區(qū)域經受多次構造運動，特別是第三紀以來對華北平原的拉張運動，使本區(qū)區(qū)域地殼較薄，地溫場熱流值較高，具備了深部熱源條件。又處于三大構造體系復合部位，斷裂構造十分發(fā)育，特別是黃莊—高麗營斷裂為高角度張扭性深大斷裂，已斷深入上地幔軟流圈高導層中，破碎帶寬度大。使深部熱源能沿斷裂帶*地上涌，在淺部遇地下水被加熱， 4

冷、熱水形成對流循環(huán)，具備了熱通道條件。在水熱深循環(huán)帶兩側，分布有巨厚的震旦亞界薊縣系霧迷山組白云質灰?guī)r，該組灰?guī)r經受過多次構造運動和巖溶化作用，古巖溶發(fā)育，新構造運動作用使古巖溶活化，加強并互相連通，在斷裂帶兩側形成良好的熱水儲存空間。本套碳酸鹽巖地層區(qū)域內分布廣泛，在山區(qū)裸露區(qū)接受大氣降水補給，并通過地下巖溶通道流向平原深部巖溶區(qū)，在深大斷裂帶及附近進行冷、熱水對流循環(huán)加熱，形成熱水儲層。本孔熱儲層上覆巨厚的第四系砂土層（厚1090m）和侏羅系中統(tǒng)（厚約450m）火山碎屑巖，均為低熱導率的巖層，形成良好的熱儲蓋層。

第三章 水文地質設計

1、巖屑錄井

鉆進中作好巖屑錄井，該井為生產井，每鉆進5米，撈取巖屑樣1個；進入目的層，則加密，每鉆進2米撈取巖屑樣1個。每個樣不小于0.5kg，分別編號，詳細描述，作好記錄，裝袋保存，以劃分地層、指導鉆進。

二、 測井設計

測井項目見下表：

三、簡易水文地質觀測

鉆進施工過程中，要求按規(guī)范進行簡易水文地質觀測，參照GB11615-89《地熱資源地質勘查規(guī)范》有關簡易水文地質觀測要求進行。

1．目的層井段，必須經常對泥漿槽液面及泥漿池中的泥漿量的變化進 5

行觀察，注意是否有漏失，漏失量及速度、漏失前后泥漿性能的變化；

2．詳細記錄鉆進中的涌水、井噴、漏水、涌砂、逸氣、掉塊、縮徑、坍塌等現象的起止時間、井深、層位及采取的處理措施等。對涌水或井噴還應詳細觀察記錄涌、噴量及高度，連續(xù)或間斷的涌噴規(guī)律、涌噴前后的泥漿性能變化等；

3．系統(tǒng)測定井口泥漿的溫度變化，在鉆入熱儲目的層段時應加密觀測并做好記錄；

4．鉆進過程中對蹩、跳鉆，放空等情況應認真記錄起止時間、井深、層位、蹩跳程度、鉆時情況，做好地質方面的分析判斷。

四、洗井與抽水試驗

1．洗井

采用清水沖孔、酸化、二氧化碳和泵抽聯合洗井法。步驟如下：

（1）清水沖孔，用清水替漿并沖刷井壁；

（2）若在目的層中鉆進使用泥漿，注入0.6~0.8%濃度的六偏磷酸鈉浸泡8小時，然后清水沖孔破壞泥皮；

（3）酸化洗井，必要時進行二氧化碳洗井，即用28%的鹽酸注入目的層段酸化24小時后，自水位下每400m注入20瓶CO2，直到水清砂凈；

（4）泵抽洗井，用潛水泵連續(xù)抽水，達到水清砂凈（含砂量<1/20萬）。

2．抽水試驗

按單井穩(wěn)定流抽水試驗進行。

抽水試驗設計三個落程，穩(wěn)定延續(xù)時間8~12小時，用以確定流量與水位降低的關系，概略的取得含水層滲透系數、給水度或彈性釋水系數，壓力傳導系數。直接從孔口測量水位時，應同時測量孔內水溫，以換算為相同密度的水位。

五、相關支持性文件：

1．GB11615-89《地熱資源地質勘查規(guī)范》；

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2．SY/T5412-1996《下套管作業(yè)規(guī)程》；3．DZ/T0148-94《水文地質鉆探規(guī)程》；

第二部分 工程技術設計

第 1章 設備選擇及器材配備

由于該井不要求取芯，從鉆進效率與設備能力兩方面考慮選擇TSJ-2000型水源鉆機施工。

第二章 鉆井施工工藝

第1節(jié) 設備與井架的安裝

1、場地平整與地基修筑

由于該孔較深，為順利下管，孔斜要求不超過1°/100米，因此，必須平整夯實地基，根據當地的地形及地層情況選用淺槽地基，具體方法是在基臺木槽底部墊入碎石、土等，夯實后再放入基臺木。

二、鉆機安裝

鉆機與基臺連接必須平穩(wěn)、堅固、可靠。轉盤平面水平偏差應小于2‰；

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地熱管理系統(tǒng)（geothermal management system）是為實現地熱資源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。

我司深井地熱監(jiān)測產品系列介紹：

1.0-1000米深井單點溫度檢測（普通表和存儲表）／0-3000米深井單點溫度檢測（普通顯示，只能顯示溫度，沒有存儲分析軟件功能）

2.0-1000米深井淺層地溫能監(jiān)測（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯網NB無線傳輸至WEB端B/S架構網絡；單總線結構，可擴展256個點；進口18B20高精度傳感器，在10-85度范圍內，精度在0.1-0.2度）

3. 4.0-10000米深井分布式多點深層地溫監(jiān)測（采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細分兩大類：1.井筒測試 2.井壁測試）

4.0-2000米NB型深井液位／溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)（同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數，MAX耐溫125攝氏度）

5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視（同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等）

6. 微功耗采集系統(tǒng)／遙控終端機——地熱資源監(jiān)測系統(tǒng)／地熱管理系統(tǒng)（可在換熱站同時監(jiān)測溫度／流量／水位／泵內溫度／壓力／能耗等多參數內容，可實現物聯網遠程監(jiān)控，24小時無人值守）

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