复杂地层中地源热泵钻井施工技术.pdf

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1、建筑技术第43卷第6期2012年6月·542·ArchitectureTechnologyVo1．43No．6Jun．2012复杂地层中地源热泵钻井施工技术孟巍，郭小瑞，付杰(北京双圆工程咨询监理有限公司，100080，北京)摘要：北京昌平科技园某办公建筑空调冷热源采用地源热泵系统，共设地下换热器320个，埋孔施工钻井深达120m。针对特殊的复杂地质情况，选择引孔加跟管的钻井施工工艺，加强关键工序的控制，保证了地下换热器的安装。关键词：复杂地层；地源热泵；钻井技术中图分类号：TU831文献标识码：B文章编号：1000—4726(2012)06—0542

2、—02DRILLINGCoNSTRUCTIoNTECHNIQUEFoRGEoTHERMAI，HEATPUMPINCoMPLICATEDSTRATUMMENGWei，GUOXiao—rui，FUJie(BeijingShuangyuanEngineeringConsultation＆SupervisionCo．，Ltd．，100080，Beijing,China)Abstract：Geothermalheatpumpsystemisusedasair—conditioningcold／heatsourceinanofficebuildinginChang

3、pingScienceandTechnologyParkofBeijing．320undergroundheatexchangersaresetanddrillingdepthforburied-holeconstructionis120m．Consideringthespecialandcomplicatedgeologicalconditions，drillingconstructionprocessofholeguidingplustubefollowingisadoptedtostrengthenthecontroloncriticalcons

4、tructionprocessesandtoensuresuccessfulinstallationofundergroundheatexchanger．Keywords：complicatedstratum；geothermalheatpump；drillingtechnique北京市昌平区科技园某办公建筑，冷热源采用地砂土、岩石颗粒排出井外，然后下管、打压、回填、验收。源热泵系统，设计地下换热器320个，其中8O个120HI深实际施工过程中，发现部分区域地质情况与勘探地下换热器。240个62m深地下换热器，设计要求钻井报告有差异：(1)在6O～70

5、m处，有一层含水量很大的砂直径不小于150mm，埋设D32双U型地下换热器。卵层，该层高度5～9m处含砂量近80％；(2)该地层55～根据勘探揭露地层，自上而下依次为：人工堆积70m处有地下溶洞，且有一地段未被砂石填充，打井过层、新近沉积层、一般第四纪沉积层，自地面而下：①程中突然发生漏浆。由于影响了深孔施工，须将该段用020m为粉质粘土；②2l～30m为砂层；③3137m为卵套管完全封住。因场地限制无法进行深孔施工，决定采石层(卵石直径48mm)；④38～48m为粘土层，土质粘用普通钻机引孔+潜孔锤跟管的施工工艺，其工艺流程性很高；(9～52m为卵石

6、层(卵石直径6～10mm)；⑥为施工准备_+放线一竖立引孔钻机接水、电、安装钻53～69m为砂层，含水量丰富，达40％左右；⑦70-78m头一调试钻机一钻孔一通孔一引孔钻机撤离及潜孔锤为全风化岩石；⑧79～92m为中风化岩石；⑨93—100m在井位上定位一安装钻头及跟管下管一钻井一吹井一为微风化岩石：⑨101～120m为坚硬岩层。提钻杆及地下换热器下管一初步回填及拔跟管一回填。1钻井施工工艺钻井剖面见图1，钻具剖面见图2。1．1钻井方法管勘探报告建议，62m深井采用普通钻机打井一泥地平面击器浆护壁一成孔_十下管回填的施工工艺。120ITI深井打井一2O

7、粘土层-30砂土层方案为：先用150型钻机打大孔(0180)，用SZY400型潜—5O卵石层靴-70富水砂层孔锤下套管至40～50m，再用冲击器冲击凿岩至122m，钻头利用潜孔锤冲击器的冲击压力完成基岩层打孔，同时钻头由空气压缩机提供高速高压空气流，将冲击钻打碎的图l钻井剖面示意图2钻具剖面示意收稿日期：2012—02—251．2主要施工设备作者简介：孟巍(1981一)男，北京市人，工程师，e—mail：bgdmeng441主要施工设备如表1所示。@sina．eom2012年6月孟巍，等：复杂地层中地源热泵钻井施工技术·543·表1钻井设备卡槽与跟管内

8、槽间应固定牢固。跟管、钻杆与潜孔锤设设备名称型号数量备连接固定。将跟管与钻头放置在引孔内，固定