贵州打井工程之地源热泵地埋管是怎么打井施工的？

地源热泵利用陆地浅层能源，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低品位热能向高品位热能的转移。目前，地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为地源热泵的冷、热源。通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4.4kWh以上的热量或冷量。

你见过地源热泵的打井过程吗？贵州打井工程现在就带你去现场亲身体验一下：

1、打进设备进场，确认施工环境，察看现场管线，避开管线打井。定设备房位置大小，现场测量放线定井位（每口井的间距为3-4米）

2、安装打井设备，接水、电，开挖泥浆池及循环沟槽。（循环池为1m³左右，循环沟槽深度80cm，宽40cm）

3、一切就绪后，钻机开始钻井。贵州打井工程

4、热熔U型弯头及安放管卡。注意要采用刚刚制造出的管材，不得采用出厂已久的管材。U形弯管要采用定型的成品件，不宜采用现场直管道煨制的弯头。

5、下管前，测试管道压力是否正常。强度试验一般注水进行，注水后10分钟压降小于0.05MPa，即为合格。合格后两端应用管帽封闭，以防止水泥浆进入管道。

6、PE管带压力下管。管道内存水，可在受压时保证PE管不变形。

7、钻井到达深度后，用膨润土、黄沙调浆，配合循环灌浆回填井。

8、连接地埋水平管路，制作分集水器，并在地埋水平管路上铺细沙，确保管路安全并无大石类填进沟槽。

9、地源热泵水平管沟槽回填。在细沙上用泥土铺盖，回填至与地面平整一致。

地源热泵打井工艺及PE管施工工法

双U型竖直地埋PE管施工法

工法特点：

1 PE 管具有化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小等特点，施工方便，是地埋换热管的理想材料，竖直管段通长无接头。

2 竖直地埋 PE 管施工与钻井施工等配合密切，有别于一般 PE 管安装。贵州打井工程

3 双U型竖直管施工比单 U 型难度大，其单位井深换热量高，可以减少钻井数量，有效减少占地 面积。

4 系统对管路强度、严密性要求比较高，通过多次试压、保压来检验系统严密性。

5 双U型钻井直径大，井深可达 70m，为便于顺利钻井、防止井壁坍塌，采取高浓度泥浆护壁。

适用范围

适用于地源热泵系统的双 U 型竖直地埋 PE 管。

工艺原理

1  竖直地埋PE 管管径一般在 50mm 以下，埋管越深，换 热性能越好，最深的 U 型管埋深已达 180m。双 U 型 PE 垂直管 埋设，管材一般为 PE80 D32×3.0、SDR11 级地源热泵专用管， 钻孔孔径φ300，采用高浓度泥浆护壁钻孔方法。

2  竖直管定做，中间不设接头。贵州打井工程

3  保证管子的间距，防止竖直管路热短路，保证承压、防渗漏的质量要求。

钻井

1 熟识系统施工平面图，丈量钻井场地，并对该系统图纸进一步审核，确定井位、组别、区域、数量、孔径、深度。一旦确认严格按图施工。

2 实地处理地表、绿化、障碍物等，使该地块与施工平面图相符，并能实施钻井作业。

3 钻井布孔放样，孔位误差、偏移应保证在 0.1m 以内。

4 钻井机采用电动φ300 型，开孔用>φ350 套管护壁，钻杆应与水平面保持垂直，最大角度偏差允许在 1o 以内。钻井架必须定位正确，稳固牢靠。

5 钻井施工时安排好交叉施工措施，落实泥浆排放和沉淀措施，一般采用挖泥浆池、泥浆沟沉淀，

以免泥浆泛滥影响工程施工。

6 钻井时发生钻入困难现象比较常见，可以采取加大泥浆浓度的办法。

7 单孔钻井完毕必须检查钻孔深度（以钻杆长度测算）,深度必须保证设计值±0.2m。并检查井内 是否有缩井现象，如果有必须采取措施进行护壁，以免下垂直管发生障碍。

垂直双 U 管预制

1 检查 PE管质量，应有出厂合格证，质检报告和生产许可证。现场检查管径、壁厚、光洁度和色 泽。

2 PE管堆放必须选择平整的地块，最好是室内，夏天防止在烈日下爆晒，冬天 0℃以下不准露天 灌水存放。

3 垂直管中间不允许套接。用二个 D32 弯头与垂直管二根热熔承插焊成一个 U 型管。向U型管内 注水对U型管试压，试验压力为工作压力的 1.5 倍且不小于 0.6Mpa，当工作压力大于 1.0Mpa 应为工作 压力加 0.5Mpa。保持 15 分钟压降在 3%内视为合格。随后封死 PE 供回水管。

4 垂直管制作完成后 U 型管底部安装φ250 定位器 圈，以防管底磨损和下管时损伤 U 型弯，并能防止 U 型 管上浮，做到正确定位。

垂直放管

1 井内垂直放管是一个集体、团队工作，必须有 7 个以上工人参加，应互相配合统一指挥，做到 PE 管不落 地拖拉，不弯曲无死角，在放到一根钻杆长度时加扎一 个φ200 的隔离钢圈，以防供回水管热短路。

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，随后应立即用膨润土和细砂混合浆 向孔内回填。

检修井制作安装

1 每孔有二组U 型管（供回水管）分别进入检修井，成一个回路到水平总管后进机房，每组 U 型 管供回水管段设 PE 承插式截止阀，即可关闭任何一个回路，有利于地下管的保养和检修。

2 根据施工图纸对 PE 管垂直井进行划组、分区与水平管连接，特别应注意的是水平管必须保证同程，并使每个区域、组别水流量平衡，若因井距和其它因素造成不平衡，应加设平衡阀以使其流速、流 量平衡。贵州打井工程

3  根据水平管变径大小，尽量在地面上预制好水平管组件，以减少在地沟内作业不便。

4  用小型挖掘机掘出管沟，沟深一般在地面以下 1.5m 左右，沟底宽不小于 700mm。

5 水平埋管供回水管之间应有 0.5m 以上间距，以防热短路。

6 挖掘管沟完成后，平整拍实沟底，将预制的水平管放入沟底，进行热熔承插焊接，对接或电熔焊接。

7 在水平沟下焊接 PE 管时必须清洗焊接口，完全干燥后方能热熔焊。

8 完成组别或区域的水平管焊接后，应进行区域试压。

9 试压验收合格后，分组、分区回填，一般回填采用原土回填，首先由人工筛选回填物回填，厚 度不小于 300mm。当发现底部有坚硬物料或弹簧土时，应向沟底和管面回填部分沙子和混合沙土，以保 证水平管埋设质量，回填结束后应压实回填料，使其密集，并有一定的抗压能力，不被器物和车辆进出而破坏。临时外露管口必须严密封口，防止杂物进入。

PE 管焊接

1 U型 PE 垂直管和水平 PE 管应采用热熔焊接，管径大于 63mm 的一般采用对接热熔焊接，不管哪 种焊接其焊接部分抗拉和抗压强度都应该高于原管强度。若因施工场地限制，确实无法进行热熔焊接时，可采用电熔焊接。

2 热熔焊接设备采用机动或手动对接热熔焊接机和承插热熔焊接机，有台式和便携式两种。承插式热熔温度为 260±10℃，对接式热熔温度为 200～210℃。

3 承插热熔焊接操作先开启承插热熔焊接机，使其达到设定温度值，焊件插入同规格的凹凸模具 上使焊件表面熔化，同时拔出管件，对准管线，水平均匀用力推入相应深度，冷却后即焊接完毕。注意热熔温度和均匀水平用力不致造成管内翻边而影响水流量。若发现翻边超标，必须重新制作。翻边尺寸 标准为小于管径 8%。

4 对接热熔焊接操作首先利用热熔焊机刮刀盘，固定管件在刮刀盘两侧，刮刀盘转动均匀刮削管件两端平面，使其完全平合，然后推出刮刀盘，装入电热板压紧，管件两平面电热板加热至热熔温度， 管件两端平面熔化，迅速退出电热板，压紧管件两端使其均匀粘结，应严格控制热熔温度、时间和力度，待完全冷却后才能移动管件。贵州打井工程

5 特殊部位热熔焊接不能操作的情况下，则采用电熔焊接，向电熔焊接件通电，使管件内部熔丝地埋管清洗和试压

1 所有地埋 PE 管预制后，试压前必须清水清洗，待确认管内无杂物后方可实行试压。

2 地埋管试压是保证地下隐蔽工程的重要工作，试压介质为水，其水温最高不得超过 40℃。

3 地埋 PE 管试压一般不少于 4 个部分。①U 型管预制后单管试压，将熔接好的 U 型管一头接压力表，另一头用钢塑转换接头连接试压泵，注水，开启压力泵，保压 15 分钟压降<3%视为合格，然后用热 熔焊机将 PE 管的进出口熔焊闷头，待埋管使用。②U型管垂直埋管回填后试压，操作顺序同上。③组别试压同上。其保压时间为1小时，压降<3%。④系统试压，待全部地埋管系统完成，各部分都经试压合格，管路汇集到集、分水器后才能对系统进行试压，保压时间为 24 小时以上，压降<3%以内视为合格。

质量控制

1  钻井成孔质量是做好垂直管的关键，因此需控制好钻井位置偏差在 0.1m 以内、钻机钻杆垂直度 最大角偏值在 1o 以内、钻井深度达到设计值±0.2m、并采用高浓度泥浆护壁防止井壁塌陷和缩孔。 7.0.2  双 U 型 PE 管制作以及试压合格是系统投入正常运行的保证，一般需进行四次试压，分别是：双 U 管预制完毕插入钻孔前试压，插入钻孔并灌浆后保压 1h；竖直管与环路集管装配完成回填前试压；环压。四次试压稳压时间分别不少于：15min、30min、2h、12h，压力降不大于 3%。

2.由于双 U管在钻孔内布置有四根 PE 管，为防止供回水管之间直接接触形成热短路，垂直下管时 需每 4m 在 PE 管上用尼龙扎带固定一个φ200 的钢圈支撑架。

3. 施工过程中严格防止砂石等杂物进入 PE 管，每完成一段管道必须进行临时封堵。系统完成后进 行冲洗。

安全措施

1  特种作业人员如钻机操作手、焊工必须持证上岗。

2  现场用电设备较多，且区域范围大，属于露天作业，电线不得乱拖、乱拉。材料运输、堆放时，一定要注意保护好电线，防止碰砸电线。现场施工机电设备均应有良好的三级防护装置。电动机械及工 具应严格按一机一闸制接线，并设漏电保护开关。

PE管热熔焊接操作切忌皮肤接触热熔板、模，以防烫伤。

环保措施

1  钻孔产生的泥浆定期外运，防止现场泥浆四溢。

2  采用电动钻机，以减少噪音和废气排放。

效益分析

1 由于采用双U 型垂直管，钻孔数量减少将近一半，钻孔费用降低，钻孔占地面积也节约近一半。

2 垂直管检修连接井数量相应地减少一半，维护管理相对集中。贵州打井工程

3 由于有温度相对稳定的地热源，地源热泵系统比普通风冷热泵空调节能 50%左右，供热时没有 燃烧过程，避免了大气污染，供冷时不需冷却塔，避免了噪音及废热向大气排放，具有明显的节能和环 保双重效益。