单井全回灌技术规范设计

引言

为规范和推动浅层地热能地源热泵系统单井全回灌浅层地热能循环换热采集井（以下简称浅层地热能采集井）优质施工的标准，特编制本标准。

单井全回灌浅层地热能循环换热采集井技术是一项适用于多种地质条件的浅层地热能采集技术，它以井底层的循环水为介质，与200米以上（根据钻井深度）土壤中的18℃左右的恒定温度进行能量转换，通过调节装置它可以完全实现地下水就地全部同层回灌，不消耗水资源也不污染地下水，对地下水是安全的。单井全回灌浅层地热能循环换热井在我国各省市自治区和直辖市逐步几倍上升，每年可实现浅层地热能替代传统供暖能源约20万吨以上标煤。我省有许多重要工程都采用了单井循环浅层地热能循环换热采集技术供暖和制冷。

河南省空调冷冻节能协会提醒大家，应用本项技术时可能涉及到发明专利号5650.5和专利号5666.6地源中央空调节能系统和单井全回灌同井循环地热能采集装置，为了节能减排，大家共同蓝天白云，发明人愿意把本项节能环保技术贡献给全社会每一位热爱节能环保事业的人。

单井全回灌浅层地热能循环换热井

节能环保技术规范

1．技术范围：

本标准规定了单井全回灌浅层地热能循环换热井节能环保技术的设计、施工、验收等技术要求。

2．技术规范引用文件：

GB/T 13663-200 供水用聚乙烯（PE）管材

GB50296 供水井技术规范

3．技术术语：

以下为本文件的技术术语

3.1

单井全回灌浅层地热能循环换热节能采集井壁钻井时形成

800mm~1000mm直径的圆形井壁

3.2 分水器

调节浅层地热能地下土壤换热交换量的调节装置

3.3 地热能交换提取颗粒

当浅层地热能提取装置工作时通过地热能交换提取颗粒能把能量交换至直径约20米以内的岩土层或沙层中去。

3.4 单井全回灌浅层地热能并联井系统

本系统最小可为2000平方以内的建筑物供热供冷，最大可通过多井并联为千万平方以上面积供热供冷，对食品、药物、冷链等低温供冷系统节能量更大。

4．设计

4.1.1 单井全回灌浅层地热能循环井内结构图

图1.单井全回灌浅层地热能循环井内结构图

4.1.2 浅层地热能采集循环井设计包括以下内容：

1）搜集所需浅层地热能采集井周边地区的水文地质资料，并进行现场勘查；

2）确定浅层地热能换热井位置和采集深度；

3）确定浅层地热能提取交换供热（冷）功率；

4）根据现场情况确定浅层地热能提取井的位置和数量；

5）根据实际情况设计浅层地热能多需材料的配备。

4.1.3 单井全回灌浅层地热能循环采集井位置，应根据施工现场采集

区的地质结构和水文条件确定并符合下列要求:

1）靠近机房周边；

2）浅层地热能采集井应能满足15米吊机工作，半径位置以利于施工和后期维修。离建筑物应保持3米以外距离；

3）两口井相距位置应大于20米以上；

4）浅层地热能采集应注意当地地下水流方向，严防相反干扰。

4.1.4 浅层地热能采集井设计结构应注意以下内容:

1）浅层地热能采集井直径应大于800mm以上，深度应为100米以上（200米以内）；

2）蓄能滤料颗粒材料应使用1.5mm左右的石英砂或干净的大沙或小米石；

3）选择合格的桥式滤水管和螺旋管（377mm）；

4）成井后用井内摄像机确认好桥式管和螺旋管准确位置；

5）通过确认好的位置制作橡胶壁离装置；

6）选择质量优越的多级潜水泵。

4.2 浅层地热能单井全回灌采集井的结构设计

4.2.1 对于不同的地质条件，其单井每米换热量也有所不同，个别地

区因地质复杂的原因，每眼井均应进行探测地质结构。

附表:浅层地热能单井全回灌采集井参数表:

4.2.2 浅层地热能单井回灌系统应符合下列条件:

1）蓄能填料颗粒应采用直径大于0.1mm小于0.3mm石英砂或无细末的大沙或干净的小米石；

2）橡胶密封囊应有足够弹性，厚度应大于5mm，有足够的抗拉力和抗压强度，材质应符合饮用水管件的相关标准；

3）阻水换热井壁需采用6mm以上厚度桥式滤水管和螺旋管，根据设计长度相结合；

4）沉淀管长度设计应不少于6米；

5）能量提取区（下部水泵区域）砂网密度应在80目-90目两层，上部浅层地热能混合交换区砂网密度应不大于30目两层；

6）严防井管连接处焊缝漏砂，焊接完成后及时包80目滤网两至3层（下管和滤料时易擦边）。

5．施工标准：

5.1 一般规定：

5.1.1 施工前一定要进行现场地质勘探或先打一探测井，根据相

关地质数据依据编制施工组织设计内容：

5.1.2 施工组织设计包括以下内容:

1）施工任务及施工安全，材质，成井要求；

2）施工技术措施；

3）钻井设备、人员、材料、费用和施工进度。

5.2 单井全回灌浅层地热能循环换热采集井施工

5.2.1 井管与橡胶能量采集区应密封到位，位置分部合理，下井

内装置前应先用井内摄像机复查后再确定准确位置。

5.2.2 橡胶密封装置下井过程中确保装置完好无破损。

5.2.3 各换热分配管管径可根据井的换热量进行变动。根据地质

不同，换热量不同，抽水管为DN40~DN100，回水管为DN20~

DN100。

5.2.4 井内装置应用法兰盘焊接密实牢固并加密封垫片用螺丝上牢。

5.2.5 浅层地热能分水器和能量调节装置，井口修建下口直径不

少于1.2米，井内腔高度不少于1.5米，井下口直径600mm，

井盖采用承重井盖。

6．工程验收

6.1 隐蔽工程施工记录应齐全（包括录像），并已通过相应的施工质

量过程的监督检验。

6.2 水压、水流试验应符合浅层地热能提取设备的相关要求。

6.3 施工单位应提交成井相关材质、工艺、报告。报告应包括浅层地

热能单井全回灌采集井的地质柱状图，施工工艺图等资料。

6.4 成井完成后应结合浅层地热能采集井内装置和供热（冷）系统，

对浅层地热能采集井的供热（冷）采集功率进行测试，并计算出

实际采集供热（冷）功率。采集井的实际供热（冷）功率应不低于设计值。