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人们对利用地热资源的势头越来越强劲,特别是发展中国家开发利用地热更加重要。就我国在开发利用研究及应用技术推广方面而言,国家非常重视,专门成立的国家地热中心,进一步推动了此项工作的开展,现在各省市近年来都在积极组织实施。在地质工作中,利用钻探设备向地下钻成的直径较小、深度较大的柱状圆孔,又称钻孔。钻井直径和深度大小,取决于钻井用途及矿产埋藏深度等。钻探石油、天然气以及地下水的钻井直径都较大。主要功用为:①获取地下实物资料,即从钻井中采取岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等。②作为地球物理测井通道,获取岩矿层各种地球物理场的资料。③作为人工通道观测地下水层水文地质动态情况。④用作探、采结合,开发地下水、油气、地热等的钻井。钻井通常按用途分为地质普查或勘探钻井、水文地质钻井、水井或工程地质钻井、地热钻井、石油钻井、煤田钻井、矿田钻井、建筑地面钻井等。由于工程需要,在修井作业过程中,将洗井介质由泵注设备经井筒注入,把井筒内的物质(液相、固相、气相)携带至地面,从而改变井筒内的介质性质达到作业要求。这种作业过程叫做洗井。水文钻孔及水井成井之后,需要替换和清洗井孔的泥浆、沉淀物以及井壁泥皮和含水层孔隙内的堵塞物等,使含水层内流出清水的过程。洗井是抽水试验前的必须阶段。换浆、洗井及抽水是三个连续的作业。洗井的方法有:用原钻井泵泵入清水,也就是清水换浆后,再继续循环洗井,称清水洗井;停止清水循环,用活塞在井管内连续上下提动,造成压力激动,破坏井壁泥皮,同时疏通含水层孔隙,称活塞洗井;活塞洗井需交替反复进行;抽水试验前,先使用离心泵或压缩空气机,抽取地下水,达到水清并稳定出水,再进行抽水试验,称为泵吸洗井和压缩空气洗井;此外还有用二氧化碳洗井、酸洗井。井涌沙时会加速水泵和其它供水设备的磨损和损坏,容易造成管网和用户管道堵塞,不经过滤或二次沉淀不能正常使用。长期抽水造成井内沉淀、堵塞花管和加速磨损腐蚀,终导致水量减小、大量涌沙和报废。水井大量涌沙时,除上述问题外,还可导致地面沉降和周围建筑物裂缝或倒塌,引发系列环境安全问题。对机井的涌沙现象分析如下:长期超量取水致使机井超负荷涌水,扰动粉沙层,使之出现相对不稳定刷洗滤水管,使滤水管滤水性能变差引起涌沙。滤水管管处涌沙。滤水管滤网缝密度太小与取水层含水沙的直径不匹配,无法起到滤沙的效果,其次下管偏移造成填砾厚度不均或"架桥",使滤水管滤水口正对含水细沙层导致涌沙。地壳的变动引起涌沙。地壳的运动是无规律的规律的,由于地壳的变动导致井管出现裂缝,甚至断开或错位,导致大量涌沙。井管破裂引起涌沙。成井使用了劣质管材,管材的厚薄不均匀及材质的不达标,耐外压以及酸碱度的能力差,在地下水的长期浸泡下出现沙眼从而引发涌沙。井套管出现了破漏,地层的泥沙漏入井内回填了取水段的滤水管,取水段的水不能正常漏入井内,出现水量不足现象。地下水位下降,电泵下深度不够出现抽空现象,种过成出水量不足;第三种原因是因为滤水管水道被钙化特堵塞,取消段的水不能正常涌入井内,出现出水量不足。电泵磨损输水管连接处松动漏水,水还未被磁,在出水口处就呈现了电泵提水量不足的现象。
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我国目前采用下列标准作为地热水,又称矿泉水水质标准。饮用矿泉水不少低温地热水, 因其来源于深部, 未受人为污染, 并含有一些有益于人体健康的微量元素,可作为饮用天然矿泉水开发利用, 我国近年来开发的一些饮用天然矿泉水中, 就有相当一部分是低温地热水。当地热水的污染物指标、微生物指标及锂、锶、锌、铬、钡等组分的限量指标符合要求的条件下,水中有一项( 或一项以上)指标符合表2.5.6的规定, 可作为饮用天然矿泉水开发。水产养殖温度在30~45℃, 符合tj35 渔业水质标准低矿化的地热水,可用于水产养殖。我国目前较多的用于养殖鳗鱼、罗非鱼、对虾、河蟹、甲鱼等。农业利用一是利用地热建立温室,种植名贵花卉、蔬菜等作物;二是用于农田灌溉或给土壤加温。前者利用地热水温度在30~75℃之间, 后者利用地热水温度一般在40℃以下。用于农田灌溉的地热水水质应满足农田灌溉用水水质标准。地热资源是一种清洁无污染、可再生的新型能源,对于发展地热井维修,水井维修,机井维修低碳经济、实现可持续发展具有积极的作用。目前地热发电技术主要包括干蒸汽发电、扩容式蒸汽发电、双工质循环发电和卡林那循环发电等。其中干蒸汽发电系统工艺简单、技术成熟、安全可靠,循环效率可达20%以上,是高温地热发电的主要形式;扩容式发地热井维修,水井维修,机井维修电技术已在地热发电领域得到广泛应用。尤其是中高温地热田,二级扩容系统循环效率为15—20%;针对中低温地热资源,双工质循环发电技术较为适用,它由地热水系统和低沸点介质系统组成,循环效率较扩容式蒸汽发电技术可提高20—30%:卡林那循环在低温地热资源地热井维修,水井维修,机井维修应用领域中有其独特的优越性,通过调整氨和水的比例,可以适应低温地热水的发电特性。环发电技术的循环效率比朗肯循环的效率高20~50%。在低温地热资源的开发利用过程中,双工质循环和卡林那循环技术具有广阔的发展前景。作为一种新型地热资源,干热岩地热井维修,水井维修,机井维修有很高的开发利用价值。新型的联合循环发电技术是地热发电技术的发展方向。在浅层地热能得到大规模开发历程中,中深层地热资源和干热岩资源将成为地热发电技术新的资源,我国应注重中深层地热资源和干热岩资源的开发。地热井(水井)工程作为建设工程的一种,它风险高、地质条件变化多、隐蔽工程多、设计变更多等特点。为了避免以后地热井维修次数的增多,工程质量缺陷很难在以后质量检查中发现和进行处理修复
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地热勘查技术的日趋成熟,大大提高了地热生产井的成井率,减少了风险,我国作为一个以中低温为主的地热资源大国,地热资源潜力几乎遍布全国各省市自治区。随着全球环境保护意识的增强,地热开发已兴起了直接利用新的高潮,如:东北、华北、西北地区,都加大了以地热供暖为主的开发力度。这对减少大量有害物质的排放,并结合当前国家对天气的治理措施,有着非常重要的作用,取得的经济效益也显而易见。2 我国地热资源开发利用的趋势在回顾总结历年来地热开发工作的基础上,为更好地开发利用地热资源,国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部关于促进地热能开发利用,四部委2013年1月还专门下达了指导意见,这对大家开发利用地热能工作的展开树立了信息。况且地热能是大家公认的清洁环保的新型再生能源,分布广、储量达、易开发、具有发展前景广阔、市场潜力巨大、已作为我国21世纪重点发展的方向。根据我国地热市场的需求,要想真正利用好地热资源,就应该从以下几方面认真考虑。2.1 正确树立开发利用地热能必须遵守的事项认真贯彻四部委下达的关于促进地热能开发利用的指导意见,在大力推进地热能技术进步,按照技术先进、环境友好、经济可行的总体要求,使得地热能资源实现合理有效利用。优先发展城市区域供热,用地热能替代大多数传统的燃煤锅炉取暖。促进城市地热旅游业,坚持一热多用的开发原则,选大中城市地热。因地制宜,多元发展。根据当地这一资源特点和需求,可因地制宜开展浅层地热能、中层地热能及深层地热能的综合利用。2.2 搞好开发利用,必须做到开发与保护并重的原则地热能作为我国的重要资源,合理开发利用的确会对改善各省市的环境、招商引资、发展旅游、房地产开发、等产业有着非常重要的意义。但我们要清醒的知道,地热资源是有限的资源,其补给的过程是相当缓慢的。要实现该资源的可持续开发,应在扩大开发规模的同时,先要重视资源的保护。要不然地热田由于过量开采而导致水位持续下降,资源枯竭,严重影响地热田的寿命。因此,开发与保护工作应做到以下几点:(1)结合当地实情,进一步研究、调整有效保护和合理开发地热资源的相关政策,以便很好实现地热资源可持续利用,高度重视资源保护。(2)加强与相关部门的协调,尽快淘汰在地热开发中存在的只采不灌、尾水排放温度高、资源利用严重浪费,严格实行保护性限量开采,积极推进地热回灌及节能、节约地热水的管理,降低地热资源量的实际消耗,建立统一的地热开采动态监测。(3)加大各种宣传力度,建立地热示范项目,重点发展以能源利用为主的可实现回灌的地热供暖项目,支持发展新农村建设的地热利用,特别是精品农业项目的发展,适量发展高效低耗的休闲健身项目,控制发展单一洗浴等纯消耗性项目,以提高城市宜居环境水平和促进旅游服务业的发展。我国地热钻探设备种类及要求从事地热钻探施工,对钻探设备的选择非常重要,它不同于常规水井钻探,基本上与石油井钻探设备雷同,除选购地质钻探厂家生产的设备外,有些施工单位还直接选购石油钻井设备。对设备的要求有:(1)拆装简便。地热钻探设备相对水井而言比较庞大,为组装拆卸方便、缩短施工周期,钻机的各部件如钻塔、机台等,要实现轻重量的整体化。(2)卷扬机的能力与自动钻进装置。地热钻探是大口径钻探,所钻地层多是坚硬、破碎、高温的岩石。钻头的负荷、回转是钻进的重要因素,故卷扬机的能力要大,并要有提高钻进速度和省力的自动钻进装置。(3)常规钻进大排量泥浆泵。在钻进过程中循环泥浆接触高温地层后,立刻被加热到沸点,有涌喷的危险,且高温对钻头的影响很大,泥浆本身的性能也在变化,往往会产生孔壁坍塌等。为了安全地控制井内温度,必须配有与泥浆冷却装置相匹配的大排量泥浆泵。防喷装置。钻进时由于井内状态急剧变化,容易出现热水或者热蒸汽涌喷,此种装置能够迅速制止涌喷的耐热性防护设备,4 我国地热井钻进工艺方法在地热井钻探领域施工的单位较多,其技术水平及施工质量也存在许多差异,具体反映在设备的选型及钻进工艺方法上。近年来大家都通过各种学培训交流,已日益引起人们的注意。
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