地埋管地源热泵技术在贵州岩溶地区的应用研究

地埋管热泵技术是采集地表以下200 m深度内的浅层地热能进行供热制冷的新型能源利用技术,而该技术在贵州碳酸盐岩分布区的应用和推广之所以受到制约,其主要原因是岩溶地层中建造垂直换热孔的难度大、成本较高。通过贵州省有色科技大楼附楼采用垂直地埋管式与基础桩螺旋盘管式有效组合的换热系统,在岩溶一般至中等发育的碳酸盐岩地层中开发利用浅层地热能的成功经验的介绍,为地埋管热泵技术在贵州岩溶地区的应用和推广提供参考。     

浅层地热能在岩溶地区的开发应用

地埋管换热系统是采集浅层地热能的一种热交换系统,文章介绍了用地埋管换热系统,在岩溶发育的碳酸盐岩地层中开发利用浅层地热能的成功经验,为在岩溶地区开发利用浅层地热能提供技术性参考。     

区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构开采浅层地热能评价综述

随着浅层地热能的大规模开发利用,针对地埋管地源热泵和能源地下结构的研究正由单个、单体尺度逐渐转向区域尺度。相较于地埋管地源热泵,能源地下结构占地面积小、成本低,在大规模城市建设及地下空间开发中具有良好的优势。从热物性参数和地下城市热岛效应两方面总结浅层地热能理论潜力现有研究成果,简述浅层地热能的开发形式,重点针对区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构的适应性评价进行系统综述,从适宜性分区、热交换潜力、满足建筑物能源需求效果三方面建立相应的区域尺度能源地下结构评价体系,以我国山东临朐县和德国巴登-符腾堡州地埋管地源热泵及我国南京大学仙林校区能量桩的区域性研究为案例进行深入分析,归纳当前研究中存在的问题,并对区域尺度能源地下结构的下一步研究进行展望。     

地埋管换热系统地温监测技术探析

分布串列式地层温度测量与数字传输系统改进海洋层温测量传感的核心技术,克服了传统的测试引线多、不易调试、成本高、无法真实反映土壤地层温度的诸多弊端,综合考虑了测温精度、仪器稳定性、安装的可行性、价格及其他因素。且通过试验证实:置于换热PE管内、管外所测的地层温度相差一般在0.05℃～0.1℃,均能较好地反应地层温度的真实变化特征,实际应用时可采用具有更多优点的将测线从PE管内下入方式。这种地温监测技术方法已在多个换热系统工程中应用,其精度和稳定性均能满足浅层地热能开发利用时地埋管群区域地下温度场动态监测的需求。     

许昌市浅层地热能评价

以线热源理论为基础,通过对许昌市城区不同区域岩土体进行垂直埋管试验,测试获取各岩土层热物性参数,计算浅层地热能可利用量和地热能储存量,为许昌市推广和发展土壤源热泵这一极具节能与环保潜力的浅层地热能应用提供理论基础和技术支撑。同时,通过对许昌市浅层地热能评价方法的介绍,为同类城市浅层地热能评价提供可借鉴的方法。     

河北省衡水市区浅层地热能特征及应用前景分析

随着城市规模的不断扩大,对能源的需求越来越大,同时对环境保护的要求也越来越高.浅层地热能作为一种可循环利用且节能环保的能源逐渐受到人们的重视.本文通过对衡水市区地质、水文地质条件特点的分析,对衡水市区浅层地热能资源进行了评价和计算,结果表明衡水市浅层地热能资源丰富,适宜地埋管换热系统的开发利用,且开发潜力巨大,前景广阔.     

复杂地质条件下的地埋管换热孔成孔工艺措施

根据统计,贵州省土壤源热泵的利用情况远落后于其它省份,原因是由于贵州省特殊的地质条件造成地埋管换热孔施工难度及工程成本的大幅度增加造成的,故解决上述问题是在贵州省推广土壤源热泵系统的先决条件。本文针对贵州地区喀斯特地貌等复杂地质条件,特别是针对地下岩溶发育明显的石灰岩地区以及破碎、裂隙发育明显的白云岩地区,根据贵州当地的成功案例,提出了在岩溶发育明显的地区采用清水正循环回转钻进方式结合混合速凝剂的水泥浆回灌封孔固化后复钻的成孔处理工艺,以及在破碎、裂隙发育明显的地区采用添加火碱、纤维素、堵漏剂的混合泥浆作为护壁材料的正循环回转钻进方式,结合局部泥浆无法成功护壁的同时添加聚丙烯酰胺的成孔处理工艺。     

鲁北平原地下咸水浅层地热能开发利用条件研究

为了解决鲁北平原区农村冬季清洁供暖问题,扩大地下水地源热泵系统的应用规模,以区内广泛发育的咸水体为研究目标,在简述第四纪地层特征的基础上,阐明了第四纪含水砂层与咸水体的分布特征,总结了区内以往开展的4个浅层地热能勘查项目所施工的水文地质勘探孔抽水试验与回灌试验成果.结果表明:研究区咸水含水层单井涌水量320~475 m3/d,单位涌水量12.76~28.3 m3/(d·m),自然回灌条件下单井回灌量30~56 m3/d,单位回灌量5.85~17.5 m3/(d·m);单眼开采井可供暖面积为3481.02 m2,可满足约35户农村住宅的冬季供暖需求;研究区在进行浅层地热能开发时建议优先选择地下水地源热泵系统,对于供暖/制冷能耗需求较小的农村单户建筑,可选择地埋管地源热泵系统进行分散式供暖/制冷.     

江苏高邮地埋管热响应试验及浅层地热能资源评价

为研究江苏高邮浅层地热能资源储量,选取2个典型区块开展现场热响应试验,以线热源理论为建模基础,结合地埋管进出水温度试验数据,建立了典型区块内地埋管热传导模型,采用体积法对研究区浅层地热能资源作出定量评价。数据分析表明：在G001孔处,初始地层温度为17.69 ℃,导热系数为1.389 W/(m·K),钻孔内传热热阻为0.111 K/W,热扩散系数为0.921×10-6 m2/s,热容量为1.508×106J/K,单位延米换热量为104.98 W/m;在G002孔处,初始地层温度为18.58 ℃,导热系数为2.340 W/(m·K),钻孔内传热热阻为0.110 K/W,热扩散系数为0.229×10-6m2/s,热容量为10.200×106J/K,单位延米换热量为163.34 W/m。综上试验参数计算结果可知,区内每年可开发浅层地热能储量至少为6.47×1013kJ。试验设计合理,所得参数真实可靠,可为高邮浅层地埋管地源热泵工程后续设计工作提供基础数据与技术支撑。     

潜孔锤偏心跟管钻进法在卵砾石地层岩土工程勘察中的应用

卵砾石地层是钻探工程中常见的一种典型的难钻进不稳定地层。通过采用潜孔锤偏心跟管钻进法,从根本上解决了卵砾石地层难以钻进的难题,结合都匀市区岩土工程勘察实例,笔者认为潜孔锤偏心跟管钻进法是在卵砾石地层钻进中行之有效的一种钻进法。     

气动潜孔锤钻进技术在黔东南岩溶地区 地源热泵勘探井中的应用

气动潜孔锤钻进技术用于地源热泵勘探井施工,在地质条件复杂的黔东南岩溶地区累计钻进568 m,不仅查明了拟建项目区地质体的地质条件和可钻性,而且通过钻进工艺的改变,成功地实施了一口测试井,确保了项目的顺利开展。文中分析了岩溶地区的钻遇问题,及时调整思路,结合钻井工艺的改变,并选择气动潜孔锤间接性跟管钻进技术,保证了钻进的连续性,取得的经验体会可供借鉴。     

重庆主城区浅层地温能资源量评价研究

基于重庆地区浅层地温能的调查和主城区浅层地温能适宜性分区评价结果,结合校正后的岩土热物性数值,进行了重庆主城区浅层地温能资源量评价,包括适宜区浅层地温能热容量和可利用资源量统计,并得到了重庆市主城九区浅层地温能的资源量分布情况,从而有效评价了重庆主城区地下浅部空间热能的调蓄能力,为开发与保护浅层地温能资源提供了可靠依据.     

吉林市城区地下水源热泵浅层地热能开发利用前景分析

地下水源热泵浅层地热能是指地下水在抽水-回灌过程中,利用水源热泵提取水中的热能,或用于空调制冷产生的能量转换。地下水源热泵地热能是浅层地热能的一种主要类型。地下水源热泵浅层地热能是一种可循环利用、环保的新型能源,逐渐为人们认识,具有广泛的开发前景。本文简要介绍吉林市城区地下水源热泵浅层地热能条件,开发利用前景分析。     

重庆市主城岩溶区地热资源可再生性评价

重庆主城岩溶区的地热资源主要分布在5大背斜的层状热储构造中,地热田主要分布在背斜两翼和背斜南（或北）倾没端。热储层为三叠系嘉陵江组灰岩,盏层为须家河和侏罗系地层,下部隔热层为三叠系飞仙关组泥灰岩地层。随着地热经济的发展和工程建设的加大,重庆市地热水资源可再生性受到影响。本文基于重庆市多年的地热资源勘查、监测资料,将主城岩溶区5个背斜的地热资源分为温泉出露和背斜翼部中深埋藏两类,并利用综合指数法对主城岩溶区地热资源的可再生性进行分区评价。结果显示,主城岩溶区地热资源属强可再生性的有5个,较强的有10个,中等和弱的分别为8和7个,其分布面积所占比例分别为12.95%、32.2%、32.15%和22.7%,可再生性总体呈较强-中等;其中温泉出露型的资源可再生性以较强和中等为主,分布面积分别占温泉出露区总面积的33.6%和33.95%;中深埋藏型以较强和强可再生性为主,其分布面积分别占中深埋藏区总面积的25.9%和30.8%。较强和强可再生性地热主要位于背斜北段,中等-弱可再生性地热则分布于背斜中段和南段。中深埋藏型地热资源的可再生性总体较温泉出露型的强。由此,建议加强背斜两翼中深埋藏区北段地热水资源的勘查开发力度,同时控制中-弱可再生性地热资源区,包括背斜两翼中深埋藏区中南段和部分温泉出露区的开采规模,以确保地热资源的可持续利用。     

柳林泉域滞流区低温岩溶热水的年龄分析

为了研究柳林泉域西部滞流区低温岩溶热水的年龄,在区域地质、水文地质条件调查及野外取样、分析的基础上,以滞流区横沟自流井的岩溶热水为例,利用δ2H（‰）、δ18O（‰）、3H（TU）和14C（pMC）同位素测年技术分析、计算并校核了该区岩溶水的滞留时间。通过分析岩溶水中3H和14C的关系及其δ2H、δ18O值,表明横沟岩溶水属于古岩溶水,其年龄应在10 000 a以上;利用14C计算并校核后的岩溶水年龄也印证了这一点,横沟1#和2#井岩溶水的14C年龄分别为12 908 a和9 090 a。因此,横沟附近岩溶热水应属于末次冰期盛冰期内补给的古岩溶水。      

徐州市主城区浅层地温能开发适宜性分区研究

浅层地温能以其分布广、储量大、高效无污染的特点,越来越多地被用于城市建筑供暖与制冷,但制约浅层地温能开发应用的因素很多,主要有地质、水文地质、岩土体热物理性质以及施工条件。目前徐州市浅层地温能处于无序开发状态,造成了极大的资源浪费和环境地质问题。该文重点进行了地埋管地源热泵开发利用适宜性分区研究,通过对徐州市主城区岩土样采集及现场热响应试验,认为在仅考虑热物性条件的前提下,可开展地埋管地源热泵的开发利用,并就其开发利用的钻探成本进行区域适宜性分区,划分为适宜区、较适宜区和不适宜区。     

跟管钻进在大口径页岩气井浅部复杂地层中的应用 ——以黔水地1井导管段为例

桂中-南盘江地区的浅部地层裂隙、溶洞发育,破碎带多,井漏、井垮严重,泥浆护壁钻进成孔难度较大。针对该类地层,首次将跟管钻进技术引入大口径页岩气井钻探——黔水地1井导管段钻探,有效地解决了该井导管段的成孔难等问题。并通过系统总结该技术在黔水地1井工程施工中的实际应用情况,为今后类似工程提供了宝贵经验和建议。     

WEPP模型(坡面版)在贵州石漠化地区土壤侵蚀模拟的适用性评价

文章以贵州花江喀斯特石漠化地区为研究区域,利用WEPP模型(坡面版)分别模拟2006年、2010年土壤侵蚀模数,并将实测数据与WEPP模型模拟值作比较,探讨WEPP软件在喀斯特石漠化地区的适用性。研究表明：WEPP模型对于模拟喀斯特石漠化地区土壤侵蚀有较大误差,对土壤侵蚀模数模拟的有效性系数均为负值,不适用于直接计算该区域土壤侵蚀模数。WEPP模型对微度侵蚀模拟精度不够,但能大体反映不同径流小区之间土壤侵蚀强弱的关系和生态修复过程土壤侵蚀的变化趋势。若要应用WEPP模型对喀斯特地区土壤侵蚀模数模拟计算,必须考虑水土的地下漏失、地表裸岩率、地形高度破碎等环境条件。裸岩率、土壤漏失、地形条件等都是WEPP模型修正所必须注意的内容。     

滇东喀斯特地区石漠化裸露红土的表层有机质含量分析

滇东石漠化地区裸露红土是近年来关注的一种特殊的类荒漠化景观。为了解红土裸露原因,在富源县、宣威市、罗平县等地石漠化裸露红土典型发育地段获取有植被覆盖红土及裸露红土表层样品进行有机质含量分析。结果表明,裸露红土表层有机质含量在0.06%~3.85%之间,平均值为1.31%,远低于同区域有植被生长的山原红壤样品及其它喀斯特地区土壤表层样品。石漠化过程中,植被破坏后土壤有机质大量流失,进而影响土壤结构、保水保肥能力等,导致红土裸露。滇东喀斯特地区成片分布的裸露红土应处在石漠化过程中植被退化但土壤尚未被完全侵蚀的阶段。      

柳林泉域滞流区岩溶水的热源及其Na+、Cl-来源探讨

柳林泉域滞流区岩溶水以高温、高Na+和Cl-浓度为主要特征。文章在区域地质及水文地质条件分析基础上,采用化学计量学原理,判断了该区岩溶水的热源及Na+和Cl-的来源。结果显示:在泉域的补给区、径流区和排泄区的上青龙、龙门会、杨家港和寨东泉组,岩溶水中的Na+和Cl-主要来源于岩盐的溶解,其中多余的Na+可能来自于阳离子交换、黄土中含Na+矿物的溶解及城市污水的排放;滞流区和排泄区的刘家疙瘩泉组岩溶水中高浓度的Na+和Cl-也主要来自于岩盐的溶解,而多余的Cl-可能由岩溶水中的Na+交换吸附介质中的Ca2+或Mg2+所致。西部滞流区岩溶水的热源主要包括地温梯度增热、当地正常地温、岩石中放射性元素产热和石膏的溶解放热,其贡献率分别为45%、28%、20%和7%。