貴州打井工程之地源熱泵地埋管是怎么打井施工的？

地源熱泵利用陸地淺層能源，通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能的轉(zhuǎn)移。目前，地源熱泵已成功利用地下水、江河湖水、水庫水、海水、城市中水、工業(yè)尾水、坑道水等各類水資源以及土壤源作為地源熱泵的冷、熱源。通常地源熱泵消耗1kWh的能量，用戶可以得到4.4kWh以上的熱量或冷量。

你見過地源熱泵的打井過程嗎？貴州打井工程現(xiàn)在就帶你去現(xiàn)場親身體驗(yàn)一下：

1、打進(jìn)設(shè)備進(jìn)場，確認(rèn)施工環(huán)境，察看現(xiàn)場管線，避開管線打井。定設(shè)備房位置大小，現(xiàn)場測量放線定井位（每口井的間距為3-4米）

2、安裝打井設(shè)備，接水、電，開挖泥漿池及循環(huán)溝槽。（循環(huán)池為1m3左右，循環(huán)溝槽深度80cm，寬40cm）

3、一切就緒后，鉆機(jī)開始鉆井。貴州打井工程

4、熱熔U型彎頭及安放管卡。注意要采用剛剛制造出的管材，不得采用出廠已久的管材。U形彎管要采用定型的成品件，不宜采用現(xiàn)場直管道煨制的彎頭。

5、下管前，測試管道壓力是否正常。強(qiáng)度試驗(yàn)一般注水進(jìn)行，注水后10分鐘壓降小于0.05MPa，即為合格。合格后兩端應(yīng)用管帽封閉，以防止水泥漿進(jìn)入管道。

6、PE管帶壓力下管。管道內(nèi)存水，可在受壓時保證PE管不變形。

7、鉆井到達(dá)深度后，用膨潤土、黃沙調(diào)漿，配合循環(huán)灌漿回填井。

8、連接地埋水平管路，制作分集水器，并在地埋水平管路上鋪細(xì)沙，確保管路安全并無大石類填進(jìn)溝槽。

9、地源熱泵水平管溝槽回填。在細(xì)沙上用泥土鋪蓋，回填至與地面平整一致。

地源熱泵打井工藝及PE管施工工法

雙U型豎直地埋PE管施工法

工法特點(diǎn)：

1 PE 管具有化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)大、流動阻力小等特點(diǎn)，施工方便，是地埋換熱管的理想材料，豎直管段通長無接頭。

2 豎直地埋 PE 管施工與鉆井施工等配合密切，有別于一般 PE 管安裝。貴州打井工程

3 雙U型豎直管施工比單 U 型難度大，其單位井深換熱量高，可以減少鉆井?dāng)?shù)量，有效減少占地 面積。

4 系統(tǒng)對管路強(qiáng)度、嚴(yán)密性要求比較高，通過多次試壓、保壓來檢驗(yàn)系統(tǒng)嚴(yán)密性。

5 雙U型鉆井直徑大，井深可達(dá) 70m，為便于順利鉆井、防止井壁坍塌，采取高濃度泥漿護(hù)壁。

適用范圍

適用于地源熱泵系統(tǒng)的雙 U 型豎直地埋 PE 管。

工藝原理

1  豎直地埋PE 管管徑一般在 50mm 以下，埋管越深，換 熱性能越好，最深的 U 型管埋深已達(dá) 180m。雙 U 型 PE 垂直管 埋設(shè)，管材一般為 PE80 D32×3.0、SDR11 級地源熱泵專用管， 鉆孔孔徑φ300，采用高濃度泥漿護(hù)壁鉆孔方法。

2  豎直管定做，中間不設(shè)接頭。貴州打井工程

3  保證管子的間距，防止豎直管路熱短路，保證承壓、防滲漏的質(zhì)量要求。

鉆井

1 熟識系統(tǒng)施工平面圖，丈量鉆井場地，并對該系統(tǒng)圖紙進(jìn)一步審核，確定井位、組別、區(qū)域、數(shù)量、孔徑、深度。一旦確認(rèn)嚴(yán)格按圖施工。

2 實(shí)地處理地表、綠化、障礙物等，使該地塊與施工平面圖相符，并能實(shí)施鉆井作業(yè)。

3 鉆井布孔放樣，孔位誤差、偏移應(yīng)保證在 0.1m 以內(nèi)。

4 鉆井機(jī)采用電動φ300 型，開孔用>φ350 套管護(hù)壁，鉆桿應(yīng)與水平面保持垂直，最大角度偏差允許在 1o 以內(nèi)。鉆井架必須定位正確，穩(wěn)固牢靠。

5 鉆井施工時安排好交叉施工措施，落實(shí)泥漿排放和沉淀措施，一般采用挖泥漿池、泥漿溝沉淀，

以免泥漿泛濫影響工程施工。

6 鉆井時發(fā)生鉆入困難現(xiàn)象比較常見，可以采取加大泥漿濃度的辦法。

7 單孔鉆井完畢必須檢查鉆孔深度（以鉆桿長度測算）,深度必須保證設(shè)計值±0.2m。并檢查井內(nèi) 是否有縮井現(xiàn)象，如果有必須采取措施進(jìn)行護(hù)壁，以免下垂直管發(fā)生障礙。

垂直雙 U 管預(yù)制

1 檢查 PE管質(zhì)量，應(yīng)有出廠合格證，質(zhì)檢報告和生產(chǎn)許可證?，F(xiàn)場檢查管徑、壁厚、光潔度和色 澤。

2 PE管堆放必須選擇平整的地塊，最好是室內(nèi)，夏天防止在烈日下爆曬，冬天 0℃以下不準(zhǔn)露天 灌水存放。

3 垂直管中間不允許套接。用二個 D32 彎頭與垂直管二根熱熔承插焊成一個 U 型管。向U型管內(nèi) 注水對U型管試壓，試驗(yàn)壓力為工作壓力的 1.5 倍且不小于 0.6Mpa，當(dāng)工作壓力大于 1.0Mpa 應(yīng)為工作 壓力加 0.5Mpa。保持 15 分鐘壓降在 3%內(nèi)視為合格。隨后封死 PE 供回水管。

4 垂直管制作完成后 U 型管底部安裝φ250 定位器 圈，以防管底磨損和下管時損傷 U 型彎，并能防止 U 型 管上浮，做到正確定位。

垂直放管

1 井內(nèi)垂直放管是一個集體、團(tuán)隊(duì)工作，必須有 7 個以上工人參加，應(yīng)互相配合統(tǒng)一指揮，做到 PE 管不落 地拖拉，不彎曲無死角，在放到一根鉆桿長度時加扎一 個φ200 的隔離鋼圈，以防供回水管熱短路。

2 一般垂直管放到位后，地面留有 1m 左右外管供接水平管用，隨后應(yīng)立即用膨潤土和細(xì)砂混合漿 向孔內(nèi)回填。

檢修井制作安裝

1 每孔有二組U 型管（供回水管）分別進(jìn)入檢修井，成一個回路到水平總管后進(jìn)機(jī)房，每組 U 型 管供回水管段設(shè) PE 承插式截止閥，即可關(guān)閉任何一個回路，有利于地下管的保養(yǎng)和檢修。

2 根據(jù)施工圖紙對 PE 管垂直井進(jìn)行劃組、分區(qū)與水平管連接，特別應(yīng)注意的是水平管必須保證同程，并使每個區(qū)域、組別水流量平衡，若因井距和其它因素造成不平衡，應(yīng)加設(shè)平衡閥以使其流速、流 量平衡。貴州打井工程

3  根據(jù)水平管變徑大小，盡量在地面上預(yù)制好水平管組件，以減少在地溝內(nèi)作業(yè)不便。

4  用小型挖掘機(jī)掘出管溝，溝深一般在地面以下 1.5m 左右，溝底寬不小于 700mm。

5 水平埋管供回水管之間應(yīng)有 0.5m 以上間距，以防熱短路。

6 挖掘管溝完成后，平整拍實(shí)溝底，將預(yù)制的水平管放入溝底，進(jìn)行熱熔承插焊接，對接或電熔焊接。

7 在水平溝下焊接 PE 管時必須清洗焊接口，完全干燥后方能熱熔焊。

8 完成組別或區(qū)域的水平管焊接后，應(yīng)進(jìn)行區(qū)域試壓。

9 試壓驗(yàn)收合格后，分組、分區(qū)回填，一般回填采用原土回填，首先由人工篩選回填物回填，厚 度不小于 300mm。當(dāng)發(fā)現(xiàn)底部有堅硬物料或彈簧土?xí)r，應(yīng)向溝底和管面回填部分沙子和混合沙土，以保 證水平管埋設(shè)質(zhì)量，回填結(jié)束后應(yīng)壓實(shí)回填料，使其密集，并有一定的抗壓能力，不被器物和車輛進(jìn)出而破壞。臨時外露管口必須嚴(yán)密封口，防止雜物進(jìn)入。

PE 管焊接

1 U型 PE 垂直管和水平 PE 管應(yīng)采用熱熔焊接，管徑大于 63mm 的一般采用對接熱熔焊接，不管哪 種焊接其焊接部分抗拉和抗壓強(qiáng)度都應(yīng)該高于原管強(qiáng)度。若因施工場地限制，確實(shí)無法進(jìn)行熱熔焊接時，可采用電熔焊接。

2 熱熔焊接設(shè)備采用機(jī)動或手動對接熱熔焊接機(jī)和承插熱熔焊接機(jī)，有臺式和便攜式兩種。承插式熱熔溫度為 260±10℃，對接式熱熔溫度為 200～210℃。

3 承插熱熔焊接操作先開啟承插熱熔焊接機(jī)，使其達(dá)到設(shè)定溫度值，焊件插入同規(guī)格的凹凸模具 上使焊件表面熔化，同時拔出管件，對準(zhǔn)管線，水平均勻用力推入相應(yīng)深度，冷卻后即焊接完畢。注意熱熔溫度和均勻水平用力不致造成管內(nèi)翻邊而影響水流量。若發(fā)現(xiàn)翻邊超標(biāo)，必須重新制作。翻邊尺寸 標(biāo)準(zhǔn)為小于管徑 8%。

4 對接熱熔焊接操作首先利用熱熔焊機(jī)刮刀盤，固定管件在刮刀盤兩側(cè)，刮刀盤轉(zhuǎn)動均勻刮削管件兩端平面，使其完全平合，然后推出刮刀盤，裝入電熱板壓緊，管件兩平面電熱板加熱至熱熔溫度， 管件兩端平面熔化，迅速退出電熱板，壓緊管件兩端使其均勻粘結(jié)，應(yīng)嚴(yán)格控制熱熔溫度、時間和力度，待完全冷卻后才能移動管件。貴州打井工程

5 特殊部位熱熔焊接不能操作的情況下，則采用電熔焊接，向電熔焊接件通電，使管件內(nèi)部熔絲地埋管清洗和試壓

1 所有地埋 PE 管預(yù)制后，試壓前必須清水清洗，待確認(rèn)管內(nèi)無雜物后方可實(shí)行試壓。

2 地埋管試壓是保證地下隱蔽工程的重要工作，試壓介質(zhì)為水，其水溫最高不得超過 40℃。

3 地埋 PE 管試壓一般不少于 4 個部分。①U 型管預(yù)制后單管試壓，將熔接好的 U 型管一頭接壓力表，另一頭用鋼塑轉(zhuǎn)換接頭連接試壓泵，注水，開啟壓力泵，保壓 15 分鐘壓降<3%視為合格，然后用熱 熔焊機(jī)將 PE 管的進(jìn)出口熔焊悶頭，待埋管使用。②U型管垂直埋管回填后試壓，操作順序同上。③組別試壓同上。其保壓時間為1小時，壓降<3%。④系統(tǒng)試壓，待全部地埋管系統(tǒng)完成，各部分都經(jīng)試壓合格，管路匯集到集、分水器后才能對系統(tǒng)進(jìn)行試壓，保壓時間為 24 小時以上，壓降<3%以內(nèi)視為合格。

質(zhì)量控制

1  鉆井成孔質(zhì)量是做好垂直管的關(guān)鍵，因此需控制好鉆井位置偏差在 0.1m 以內(nèi)、鉆機(jī)鉆桿垂直度 最大角偏值在 1o 以內(nèi)、鉆井深度達(dá)到設(shè)計值±0.2m、并采用高濃度泥漿護(hù)壁防止井壁塌陷和縮孔。 7.0.2  雙 U 型 PE 管制作以及試壓合格是系統(tǒng)投入正常運(yùn)行的保證，一般需進(jìn)行四次試壓，分別是：雙 U 管預(yù)制完畢插入鉆孔前試壓，插入鉆孔并灌漿后保壓 1h；豎直管與環(huán)路集管裝配完成回填前試壓；環(huán)壓。四次試壓穩(wěn)壓時間分別不少于：15min、30min、2h、12h，壓力降不大于 3%。

2.由于雙 U管在鉆孔內(nèi)布置有四根 PE 管，為防止供回水管之間直接接觸形成熱短路，垂直下管時 需每 4m 在 PE 管上用尼龍扎帶固定一個φ200 的鋼圈支撐架。

3. 施工過程中嚴(yán)格防止砂石等雜物進(jìn)入 PE 管，每完成一段管道必須進(jìn)行臨時封堵。系統(tǒng)完成后進(jìn) 行沖洗。

安全措施

1  特種作業(yè)人員如鉆機(jī)操作手、焊工必須持證上崗。

2  現(xiàn)場用電設(shè)備較多，且區(qū)域范圍大，屬于露天作業(yè)，電線不得亂拖、亂拉。材料運(yùn)輸、堆放時，一定要注意保護(hù)好電線，防止碰砸電線。現(xiàn)場施工機(jī)電設(shè)備均應(yīng)有良好的三級防護(hù)裝置。電動機(jī)械及工 具應(yīng)嚴(yán)格按一機(jī)一閘制接線，并設(shè)漏電保護(hù)開關(guān)。

PE管熱熔焊接操作切忌皮膚接觸熱熔板、模，以防燙傷。

環(huán)保措施

1  鉆孔產(chǎn)生的泥漿定期外運(yùn)，防止現(xiàn)場泥漿四溢。

2  采用電動鉆機(jī)，以減少噪音和廢氣排放。

效益分析

1 由于采用雙U 型垂直管，鉆孔數(shù)量減少將近一半，鉆孔費(fèi)用降低，鉆孔占地面積也節(jié)約近一半。

2 垂直管檢修連接井?dāng)?shù)量相應(yīng)地減少一半，維護(hù)管理相對集中。貴州打井工程

3 由于有溫度相對穩(wěn)定的地?zé)嵩?，地源熱泵系統(tǒng)比普通風(fēng)冷熱泵空調(diào)節(jié)能 50%左右，供熱時沒有 燃燒過程，避免了大氣污染，供冷時不需冷卻塔，避免了噪音及廢熱向大氣排放，具有明顯的節(jié)能和環(huán) 保雙重效益。