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    中央空调空调井结构原理

    发布时间:2018-03-17  浏览:459次  字号:  

     一、工程实践中采取以下措施

    1、井深及井的数量的设计:通过取得当地的水文地质资料、水温、水量、井深能满足水源热泵中央空调对地下水的使用要求。从井柱状图中可以得出:工程所在地需打井的深度,水井的单井出水量。根据负荷计算,本工程所需的冷却水的最大用水量,故得出应设置出水井和回灌井的数量。

    根据现场场地和当地地质条件来确定井与井的距离。

    2、井管:井管常见的有两种:钢管和水泥管。

    水泥管:采用φ360㎜或φ380㎜的水泥管(每根长度为4 m),连接方法为焊接,滤水管(花管)采用φ360㎜或φ380㎜缠丝水泥花管和不缠丝水泥花管。

    井管附件:沉淀管为井管最下端的锥形管(作用是找孔中心、易生根、沉淀杂质)、水泥管下方成锥形,钢管下方自制锥形,在锥形侧壁上开微孔。

    扶正器(作用是校正其垂直,防止破坏井壁)。

    水泥管要看外观有无砂眼,不能发褐色,发褐色是因为没有干透,放在井中易出问题。

    钢管:桥式滤水管(花管):每根平均长度为3.1米

    螺旋钢管:每根长度为12米,可根据地层状况截开,但应尽量减少焊接点。

    桥式滤水管主要是要求桥高,常用的桥高一般小于3mm,根据实际情况符合要求。

    3、回灌量设计:一般采用自然回灌的方法,能切实保证井水全部回灌

    4、使用寿命设计:水井越用越活,因此出水井工艺主要解决井水含沙量问题,而回水井不但考虑回灌也要考虑淤积和堵塞,针对这一问题,就使水井兼具出回两种功能(供回水井相互倒换,也就是倒井),从而在运行过程中实现自动洗井;另外井管采用钢管、滤水管用桥式滤水管、滤网采用80至150目钢网;这样水井寿命一般可达到30年以上。

    5、防泥沙、防塌陷设计:出现泥沙主要原因是水泥管井透水孔太大,机械清洗时将滤网拉破,另一种原因是所用滤网或棕皮自然破损。农田灌溉井使用时间很短,问题不大。空调用水井是连续性的,水井至少每两年要保养一次,水泥管井的所用机械活塞清洗,极易造成滤网破损。滤网破损大量泥沙流出,无法使用。井管采用钢管,滤网采用80目-150目尼龙网两层和80-150目钢网一层,不会出现以上问题。

    6、水质净化设计:因井水要经过机组提供能量,为防止堵塞和腐蚀,井管要采用钢管,滤水管采用桥式滤水管,采用80-150目尼龙网两层和80-150目钢网一层,同时加装旋流除砂器和电子水处理仪,通过物理方式保证水质;同时在水井上部采用井盖密封确保人物的通行。

    水源热泵系统对井水的要求:水量,水温,水质,含砂量。

    井分为深水井和浅水井深水井大于200m和浅水井小于200m。钻孔直径一般为φ600㎜。

    打井时,成孔越深越小,防止塌井。

    二、成井工艺流程

    打井(打井2~5米开始造浆护壁)——井打完(顶角偏斜的递增速度不得超过1°~1.5°),井最低留沉淀层1m——破壁——第一次冲孔换浆(冲孔排渣、调整泥浆性能)——电测井——排列井管(花管包滤布)——通井破壁——第二次冲孔换浆(下管前冲孔排渣、调整泥浆性能)——下井管(注意:下管时要垂直,焊口要做好)——投滤料(均匀投放,下滤料时四周填均匀)——第一时间抽清(冲孔换浆)———如果滤料下沉再投滤料——空压机或活塞洗井——下潜水泵和泵管——红粘土球封井(从井口封至静水位上5米左右)用清水充满,后填红粘土,做严实,实落均匀,不形成大的空隙——抽水试验——井帽制作——井室制作——验收                                                  

    1、打井:

    钻孔结构:Φ600孔径,一径到底。

    成井用的钻机分为冲击钻和回旋钻,卵石层和基岩层用冲击钻,井的深度和砂层、粉砂层适合用回旋钻。

    打井时用钻头有两种方法:先下小钻头450-500mm打井,打到50m或70M时(根据实际情况确定米数)再换大钻头530mm——550mm进行二次扩井,达到要求。

    孔身结构:孔径达到设计要求,孔身无过大的超径或缩径,孔深误差小于1‰。

    孔身质量要求:同径钻具通孔时应畅通无阻。孔身园整,不出现螺旋孔身。孔斜满足设计要求和国家规定,无弯。

    钻井注意事项:

    根据地层情况合理掌握钻进参数,禁止盲目加压。

    精心操作,送钻均匀,操作者应注意观察钻压仪,避免钻压忽大忽小和人为的间断加压。

    钻进过程中操作者应注意观察下列情况:钻压仪和泵压表;进尺快慢是否正常;是否跳钻、蹩车、蹩泵;泥浆排量和岩屑上返情况;泥浆性能变化和消耗渗漏情况;转盘运转和扭矩大小变化情况;电机运转声音、电流大小、皮带跳动情况;设备运转是否正常。发现异常情况应立即上提钻具并及时采取相应措施。

    禁止加压启动转盘,避免损坏钻头和扭断钻具。

    任何情况下钻具都不得在孔内静置,因故停止钻进时应指派专人活动钻具,上下活动钻具应大于2米,并且原悬重不变,回转钻具超过10圈。

    成井过程中的护壁

    冲击机:泥浆是靠捞桶捞出来的。

    回旋钻:通过泥浆泵将泥浆抽上来,沙沉在泥浆池底,泥浆在上方,又返回井中护壁。

    红土造浆护壁,泥浆粘度:18~20S,泥浆比重:1.10~1.15。

    2、泥浆:

    打井(打井2——5米开始造浆护壁),过了卵石层到粘土层时,可用井内泥浆护壁。

    坚持回灌钻孔,任何情况下都要保持泥浆充满钻孔。

    钻进过程中要始终保持泥浆性能达到设计要求,保持足够的泵压泵量,保持孔底干净。

    用泥浆护壁,防止井塌,也可以用井壁桶来护壁。

    泥浆工艺

    1)、泥浆性能指标设计

    比重:1.101.15                      粘  度:2022S

    失水量:小于20mL/30min              含砂量:小于1%

    PH值:89                          胶体率:大于97%

    2)、泥浆配制

    开钻前配制1520m3泥浆。将粘土粉和清水混合搅拌、加入纯碱(纯碱加量为粘土粉重量的4%左右)搅拌成基浆,之后再加入适量CMC控制失水,使泥浆性能达到设计要求。通常使用的泥浆处理剂和加量:

    CMC:0.10.2%,烧碱:0.1%左右。钻进中利用地层自然造浆,加清水加处理剂进行调整。

    3)、泥浆的日常维护与管理

    每班测量2次泥浆性能,并做好记录。

    发现泥浆性能变坏时应及时进行调整,避免泥浆性能时好时坏大起大落。

    日常维护处理均应在钻进过程中在循环槽内进行,缓慢加入清水和处理剂溶液,边循环边调整泥浆性能,以保证地表和孔内泥浆同步调整。

    勤维护处理、勤捞渣、定期清理沉淀池,保持泥浆净化。

    机台应建立健全泥浆管理组织和规章制度,泥浆处理剂、测试仪器和有关设备的使用保管维护工作应指定专人负责。

    3、破壁:井打至要求深度后第一次破壁换浆,其作用是将井壁的护浆层去掉,破壁后要进行换浆,将浆换清。

    通孔与刷孔(破壁)

    物探测井结束后即可下钻通孔。采用原钻具进行分级通孔。

    通孔结束后下刷孔器刷孔,刷孔器长度应大于5米,钢丝绳长度比钻孔孔径大30-50mm。刷孔段从静水位置至孔底。刷孔速度控制在15-20m/h,每单根反复刷2次。

    刷孔时必须开泵并回转钻具。刷孔结束后起钻时应再次校正孔深。

    钻井至设计井深后即应冲孔排渣,待孔内渣子彻底排净后,再逐渐调整泥浆性能达到如下要求:

    比重:小于1.13             粘度:1920S

    失水:小于20mL/30min     含沙量:小于1%

    泥浆性能达到要求后再循环一周即可起钻,进行物探测井。起钻时校正孔深并做好记录。

    4、第一次换浆:将新水注入换浆,浆换清为止,钻头干后不带泥,其作用是为了电测井。

    5、电测井:出柱状图。

    6、通井破壁:

    7、第二次冲孔换浆:其作用是浆换清,防止井管堵,是为了下井管。

    下管前冲孔排渣、调浆

          刷孔至孔底后先进行冲孔排渣,待孔内渣子彻底排净后再调整泥浆性能,渣子未排净之前不可调稀泥浆。

          调浆不可过急,应缓慢加入清水(必要时适当加处理剂)使泥浆性能达到如下要求:

          比重:  小于1.13                  粘度:19S

          失水量:小于20mL/30min           含砂量:小于1%

          PH值:  8-9

    泥浆性能达到要求后再循环一周即可起钻。

    8、下井管:采用360mm380mm的水泥管或325mm的钢管一径到底,含水层处下滤水管,其它处下实管。根据经验井中花管的数量一般不少于井深的1/3

    井管连接采用焊接(焊2~3遍),安装采用一次起吊法,水平仪和角尺校垂直,要求焊接工艺好,井管垂直。

    滤水管上的滤布建议用80至150目左右缠绕2~3层,要根据当地的实际情况确定滤布的目数和层数。

    下管

    做好下管前的一切准备工作:成井材料检查、设备仪表专用工具的检查、清理场地、按成井方案排管、劳动组织人员分工等等。

    下管方法:一次提吊下管。

    确保井管连接垂直(采用吊线法两个方向吊线)和焊接质量,焊缝无夹渣、砂眼等缺陷、焊接牢固、不渗水。

    冲孔器内的反丝接头应焊接牢固、端正、与外管同轴度好。

    滤水管段包80-150目尼龙网两层,再用竹片捆扎,防止滤网脱落。

    滤水管井段每间隔2025m安装一组扶正器,扶正器高度75mm左右。

    适当控制下管速度,注意观察管内管外液面。

    下管过程中应精心操作、密切配合,严防工具和其他异物落入井内。

    井管必须坐至孔底不得悬空,坐至孔底压力2t左右。

    回旋钻应有的程序:冲击钻没有此项功能

    下管后冲孔换浆:下管后即可下入冲孔钻具,下钻时钻杆应上紧。

    开泵前应全面检修泥浆泵确保一次开泵成功。

    开泵后先用原来的泥浆循环一周,待泵压和泥浆循环正常之后边加清水边排浆,使泥浆逐渐变稀。注意加清水和排浆都要跟上,不可拖延太久或间断,换浆时间控制在5小时左右。

    换浆时中途不得停泵,直至填砾结束。若因特殊原因非停泵不可时,应及时关闭高压管线上的阀门。

    换浆终了应达到如下要求:泥浆比重小于1.04米,粘度15-16S,泥浆流态彻底变为紊流,自孔内有适量砂子冲出来。

    9、填砾(投滤料,滤料型号为24目)

    1、冲击钻

    滤料常见的有两种:石英砂和河石。

    滤料常用的有石英砂,用滤料为1~4㎜(如果地层情况特殊可做调整)。均匀投放,下滤料时四周填均匀,不能形成空隙。不能一边下,一边下容易使井管下偏或断裂,下滤料时边下料边冲洗,杂质冲走。

    2、回旋钻

    采取动水填砾法,填砾时泥浆应自孔底从管外环空返至地表,中途不得停泵并保持足够的泵量。填砾过程中继续边加清水边排浆。

    适当控制填砾速度,将砾料用手推车送至孔口,两人用铁锨慢慢投入环状空间,不得整车投入,防止砾料棚堵。

    填砾时注意泥浆比重的变化和泵压、泵量变化以及孔口砾料下沉情况。当泥浆比重升高超过1.06时即应停止填砾,不断加入清水稀释泥浆,待泥浆比重降下来后再继续填砾。

    准确记录填入砾料的数目,实际填砾高度和数目应与理论计算相一致。填砾结束后,停待30 ,用测绳探测填砾高度。砾料超投高度掌握在20-30m

    填砾结束停泵时应及时关闭高压阀门。

    10、第一时间抽清:用旧泵抽清,用新泵防止叶轮被打断。抽清时滤料可能会下沉,说明有空隙。等滤料沉淀好后,再用红粘土封井。

    11、空压机或活塞洗井:

    活塞洗井:钻杆上用两片法兰,中间夹皮子,往下放,不受力,往上拉,杂物,脏物拉出来

    空压机洗井:有一根管送到井底,用空压机打(从下往上打),利用空气将杂质排走,含砂量不得高于二十万分之一。

    12、下潜水泵和泵管:

    下潜水泵时下在实管段,防止破坏井,抽砂量大。

    泵底部离静水位不大于70m,离井底大于5米,供水井承担回灌时,静水位位于井口,可能会超过70米,井口防水电缆预留4-5米,防止用几年后动水位下降,将潜水泵下放时够用。

    潜水泵:出水量略小于井的最大出水量,但必须满足水热泵机组需求,扬程为:机组,旋流除沙器,过滤器,动水位,管网阻力(10m克服1m)弯头(10.5m)另外再放余量15-20m.

    泵管参考潜水泵样本,根据流量计算。

    13、封井:

    用红粘土球封井,红粘土大块敲成小块,再从井口封至静水位上5米左右(根据具体情况可做调整)。用清水充满,后填红粘土,做严实,实落均匀,不形成大的空隙。

    14、抽水试验:抽水试验不少于24小时。

    15、井帽:围绕井管,在封井的红粘土上面制作一个直径为1.2~1.5m、厚度为600~800㎜的素混凝土垫层,其作用是防止回灌井溢水。

    16、井室:在井帽上方用砖离井壁半径为1m处砌井室,慢收到井室口,用直径为0.8m的井盖盖井或做成长方形的井室。

    另:井室砌至井泵管高度预留1m×1m的侧洞(用于安装操作阀门)。

    水井封闭:水井做好后,在上部封闭,不影响人物通行。

    三、空调井的几种形式

    1、供水井与回灌井一对一。

    2、供水井承担回灌,水温上升1-2℃

    3、供回水井倒换,优点:井寿命长,不用洗井,

    混水:回30%,回水再进入供水重新利用,水流不足时用。

    4、同程回灌(既供回水井为一孔,它即供又回),适合办公楼和会议室。

    空调供回水管上的阀门控制

    供水井出口安装止回阀,阀门。

    回灌井出口安装阀门。                                                

    四、成井期间要获得的数据

    1、静水位:打井时见水的位置。

    2、动水位:用泵抽水后,水位下降一段高度后不再发生变化时的位置。

    3、测井水的温度。

    4、含砂量不得高于二十万分之一。

    5、电测井的柱状图。

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