地源熱泵鉆井工藝流程

1、一、作業(yè)工具；1 無(wú)壓磅、DN140自由鉗兩把、DN127自由鉗兩把、200KG鐵鉈、DN140套管、大扳手、12吋管子鉗、24吋管子鉗、鋼卡、套筒扳手、梅花扳手、梅花改錐、克絲鉗等 2鉆進(jìn)設(shè)備 2.1使用合格鉆機(jī)，回轉(zhuǎn)和給進(jìn)系統(tǒng)工作必須正常，滑軌和機(jī)器之間不能有松曠。 2.2設(shè)備安裝應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。鉆機(jī)必須正確水平安裝在基臺(tái)上，保證滑輪、立軸和孔的中心在一條直線上。 2.3鉆具組配要合理。粗鉆具與孔壁的間隙要小，可采用扶正器來(lái)加強(qiáng)鉆具的穩(wěn)定性，粗鉆具長(zhǎng)度要合理，一般為58m。鉆具要準(zhǔn)確、規(guī)范；不同巖層改換不同鉆具；鉆具不彎曲，不偏心。 二、鉆孔準(zhǔn)備 1了解并確定土壤地質(zhì)條件。 2確定地下綜合

2、管線分布及設(shè)置情況，并做好明顯的標(biāo)識(shí)記號(hào)。 3平整土地，根據(jù)地埋管施工圖，標(biāo)示具體鉆孔位置及總管管溝位置。 4確認(rèn)鉆孔支架打設(shè)位置。 5確認(rèn)鉆孔機(jī)械電源容量及供給情況。 6提供水源至鉆孔現(xiàn)場(chǎng)。三、工程鉆孔 1根據(jù)工程實(shí)際情況，隨時(shí)填寫記錄表并及時(shí)分析土壤實(shí)際狀況。 2預(yù)先挖好泥漿池，利于泥漿收集和清理。 3采用原漿混合黃沙、膨潤(rùn)土進(jìn)行泥漿護(hù)壁，防止產(chǎn)生孔壁坍塌。 4采用地源熱泵專用全液壓鉆井機(jī)，以確保鉆孔深度和垂直度，鉆孔實(shí)際深度要大于設(shè)計(jì)深度。 5 利用巖芯管取出巖芯，觀察地質(zhì)情況，從而選擇不同的鉆頭。 6鉆孔完畢后，應(yīng)及時(shí)埋設(shè)管道并注漿回填。 7地埋管施工完畢后應(yīng)及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，以利于

3、土建單位下一步工作的順利進(jìn)行。 四、鉆機(jī)操作步驟 1下鉆聯(lián)動(dòng)操作步驟 當(dāng)鉆場(chǎng)準(zhǔn)備工作完成后，要實(shí)現(xiàn)下鉆聯(lián)動(dòng)操作步驟是： 1）回轉(zhuǎn)手柄處于中位，實(shí)現(xiàn)主副泵合流狀態(tài)；2）起下鉆功能閥手柄處于下鉆位置，夾轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)與分離功能閥手柄處于夾轉(zhuǎn)分離位置，副泵溢流加壓給進(jìn)與卡盤增壓減壓給進(jìn)功能閥手柄置于副泵溢流加壓給進(jìn)位置； 3）操作起下鉆手柄即可實(shí)現(xiàn)下鉆聯(lián)動(dòng)功能。 2起鉆操聯(lián)動(dòng)操作步驟完成鉆進(jìn)工作或需要起鉆時(shí)，要實(shí)現(xiàn)起鉆聯(lián)動(dòng)操作步驟是： 1）回轉(zhuǎn)手柄處于中位，實(shí)現(xiàn)主副泵合流狀態(tài)； 2）起下鉆功能閥手柄處于起鉆位置，夾轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)與分離功能閥手柄處于夾轉(zhuǎn)分離位置，副泵溢流加壓給進(jìn)與卡盤增壓減壓給進(jìn)功能閥手柄置于副泵溢

4、流加壓給進(jìn)位置； 3）操作起下鉆手柄即可實(shí)現(xiàn)起鉆聯(lián)動(dòng)功能。 3夾轉(zhuǎn)分離溢流給進(jìn)操作步驟。 準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)夾轉(zhuǎn)分離溢流給進(jìn)操作步驟是： 1）回轉(zhuǎn)手柄處于中位，各功能閥手柄處于：下鉆位置、夾轉(zhuǎn)分離位置、副泵溢流加壓給進(jìn)位置； 2）操作起下鉆手柄，將動(dòng)力頭置于機(jī)身前端位置，使油路產(chǎn)生高壓，將夾持器張開，同時(shí)關(guān)閉夾持器主油缸上的截止閥，使夾持器始終保持張開狀態(tài)； 3）將副泵組減壓溢流閥閥桿逆時(shí)針旋開至動(dòng)力頭停止?fàn)顟B(tài)； 4) 將回轉(zhuǎn)手柄置于回轉(zhuǎn)位置，動(dòng)力頭產(chǎn)生回轉(zhuǎn)； 5）逐漸旋轉(zhuǎn)溢流閥螺桿，調(diào)整鉆進(jìn)所需壓力。 4擰卸鉆桿操作步驟。 準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)起鉆時(shí)，要實(shí)現(xiàn)擰卸鉆桿操作步驟是： 1）起下鉆功能閥手柄

5、置于起鉆位置；2）夾轉(zhuǎn)分離與聯(lián)動(dòng)功能閥手柄置于夾轉(zhuǎn)分離位置； 3）操作起下鉆控制閥手柄往復(fù)操作，并且給動(dòng)力頭留出至少10cm的退扣距離； 4)操作控制閥反轉(zhuǎn)手柄，實(shí)現(xiàn)退扣操作。 五 鉆井工藝 地埋管土壤換熱器的豎直孔采用沖洗正循環(huán)全面鉆進(jìn)法。鉆進(jìn)中對(duì)孔底巖石進(jìn)行全面破碎，只要鉆頭還能工作就不斷鉆進(jìn)而不提鉆。鉆頭不斷地破碎孔底巖石，產(chǎn)生大量巖粉堆積在孔底，同時(shí)又因鉆頭與巖石之間摩擦而積蓄了大量的熱能，如不及時(shí)排除孔內(nèi)巖粉和冷卻鉆頭，鉆進(jìn)就無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。沖洗鉆孔是鉆進(jìn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，沖洗不僅排除孔內(nèi)巖粉和冷卻鉆頭，而且利用沖洗介質(zhì)的特殊性能來(lái)維護(hù)孔壁，保證正常鉆進(jìn)。有效地沖洗鉆孔是保證正常鉆進(jìn)的

6、必不可少的條件。沖洗介質(zhì)總的來(lái)講可分為以下三類： 氣體利用高壓空氣吹洗鉆孔，達(dá)到清除孔底巖粉的目的。 液體利用水泵將液體壓送入孔內(nèi)進(jìn)行沖洗，以達(dá)到清除孔底巖粉和冷卻鉆頭的目的。常用的有清水、乳狀液、泡沫和人們常用的一種沖洗介質(zhì)泥漿。粘土和水是組成水基泥漿的最基本原料，粘土的種類較多，以蒙脫石為主的膨潤(rùn)土，其水化性能強(qiáng)、吸附性能好是配制泥漿的優(yōu)質(zhì)材料。在松軟壤土、硅藻土、粘土和黃土地層鉆孔，借助泥漿泵自然造漿，將一定量的清水送入鉆孔內(nèi)，再?gòu)你@具或鉆孔的環(huán)狀間隙返回到地面的泥漿池，就這樣清除巖粉和冷卻鉆頭。經(jīng)過(guò)幾個(gè)環(huán)路，清水變成泥漿，對(duì)破碎地層的孔壁起保護(hù)作用，減輕了坍塌損壞程度，減輕了漏水量。對(duì)

7、于復(fù)雜的地層，在鉆孔中要特意配制泥漿進(jìn)行沖洗，這樣可以提高鉆探效率，保證質(zhì)量，降低成本。 泡沫由氣體、液體及發(fā)泡劑等組成。在漏失地層可減輕漏失量。 鉆井時(shí)泵量的大小應(yīng)根據(jù)所鉆巖層的性質(zhì)，和所選擇的鉆壓轉(zhuǎn)速參數(shù)來(lái)確定，也就是由單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的巖粉量來(lái)確定。增大沖洗液量，對(duì)提高轉(zhuǎn)速有一定的好處。如果沖洗液量不足時(shí)，孔底顆粒大的巖粉不能被沖洗，會(huì)造成孔底重復(fù)破碎量的增大，使破碎效率下降。 保持合適的粘度，可使泥漿有效懸浮固相顆粒和有效護(hù)井，穩(wěn)定井孔。加入膨潤(rùn)土提高泥漿粘度，最佳粘度為40g/L左右。膨潤(rùn)土為高嶺石、蒙脫石為主的粘土質(zhì)，又名鈉土。配漿時(shí)，要檢查水的PH值，PH值為89的水能使膨潤(rùn)土造

8、漿達(dá)到最佳狀態(tài)。維持PH的最佳方法是加純堿。泥漿中添加聚合物聚丙烯酰胺來(lái)提高粘度，增加潤(rùn)滑性，降低失水，防止失水量過(guò)大造成的井塌和縮孔的可能性。 六、鉆孔理論 利用鉆機(jī)和其他鉆探設(shè)備向地下進(jìn)行鉆鑿孔眼，目前采用較多的是機(jī)械方法鉆孔，主要分沖擊鉆進(jìn)、回旋鉆進(jìn)和沖擊回旋鉆進(jìn)三種。沖擊鉆進(jìn)是利用鉆頭鑿刃，周期的對(duì)孔底巖石進(jìn)行沖擊，使巖石受到突然的集中沖擊載荷而破碎，當(dāng)孔底巖石粉達(dá)到一定數(shù)量后，應(yīng)提起鉆頭，用專門工具將巖粉撈出清除，然后再下入鉆頭繼續(xù)沖擊，如此反復(fù)的進(jìn)行沖擊、撈砂，以加深鉆孔。 回旋鉆進(jìn)是利用鉆頭在軸向壓力和水平回轉(zhuǎn)力同時(shí)作用下，在孔底以切削、壓皺、壓碎和剪切等方式粉碎巖石，被粉碎的巖

9、屑、巖粉隨冷卻鉆頭的沖洗液及時(shí)帶出孔外，孔深隨鉆進(jìn)時(shí)間延長(zhǎng)而增加?；匦@進(jìn)過(guò)程中可以控制鉆壓、轉(zhuǎn)速及沖洗液量三個(gè)參數(shù)值，使鉆進(jìn)達(dá)到最好鉆孔經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 沖擊回旋鉆進(jìn)是鉆頭在孔底回轉(zhuǎn)破碎巖石的同時(shí)，施加以沖擊載荷。沖擊回旋鉆進(jìn)主要應(yīng)用于堅(jiān)硬巖石 地源熱泵系統(tǒng)中的地埋管土壤換熱器的垂直孔一般鉆進(jìn)在第一、二類松軟巖石，如次生土、壤土、黃土、粘土等第四紀(jì)地層及泥炭、矽藻土等。破碎巖石容易，巖石研磨性小，鉆進(jìn)效率高，相應(yīng)的缺點(diǎn)是孔內(nèi)產(chǎn)生的巖粉多、巖粉顆粒大，有時(shí)孔壁易坍塌。此類巖石大都是塑巖層，都有粘性，鉆進(jìn)時(shí)易產(chǎn)生糊鉆、憋水、縮徑等現(xiàn)象，所以鉆進(jìn)時(shí)要解決的關(guān)鍵是憋水、糊鉆，保持孔內(nèi)清潔并保護(hù)孔壁等。應(yīng)選

10、用高轉(zhuǎn)速、大泵量、較小鉆壓的鉆進(jìn)規(guī)則。如果鉆進(jìn)時(shí)遇到泥巖、泥質(zhì)巖時(shí)，應(yīng)選用小切削具鉆頭，采用鉆壓大、泵量大、轉(zhuǎn)速快的規(guī)則。鉆孔是地源熱泵工程中的主要施工項(xiàng)目之一。松軟、松散、軟硬不均的第四季地層（粘土、粉砂、粗砂、砂礫、卵石）以及風(fēng)化基巖。巖石性質(zhì)的復(fù)雜多變必然導(dǎo)致鉆孔方法的多樣化。采用機(jī)械回旋式鉆機(jī)，正循環(huán)方式?jīng)_洗鉆進(jìn)，不僅能高效率的適應(yīng)復(fù)雜多變的地層，鉆機(jī)成孔，而且還具有安裝地埋管和孔的回填功能。因此要求鉆機(jī)具備以下特點(diǎn)： 1地埋管鉆孔數(shù)量多，密度大，孔徑小，成孔速度快，鉆進(jìn)時(shí)間短，設(shè)備遷移頻繁等特點(diǎn)，要求鉆孔設(shè)備便于遷移、拆裝。 2鉆孔設(shè)備能簡(jiǎn)便的水平安裝在基臺(tái)上，并且確保滑輪、立軸、和孔軸呈一直線。 3鉆孔設(shè)備要完成鉆孔、成孔、安裝和回填等多項(xiàng)工藝過(guò)程，要求實(shí)