南阳市城市规划区浅层地热能调查评价项目设计厅审稿20xx

南阳市城市规划区浅层地热能调查评价项目设计厅审稿20xx内容摘要：

度、岩芯完整程度、坚硬程度、矿物成分、结构、构造、胶结物及固结程度、次生变化、包含物等。 对于碳酸盐岩，应详细描述岩溶裂隙发育程度及充填物，为进一步判断其富水性提供依据。 ⑭物探测井 主要测孔斜、视电阻率、自然电位和水温。 为进一步判断地层，确定含水层富水性及成井工艺提供依据。 ⑮止水要求 止水位置选择粘土层，采用水泥砂浆或粘土球止水，止水深度预计 15～ 30m。 施工过程中应视具体 底层情况而定。 18 ⑯洗井要求 由于本次地下水位埋深 10～ 20m，可以采用水泵与压风机联合洗井法，活塞洗井法。 施工过程中以实际情况而定。 钻探施工技术要求 ⑪钻探施工执行标准 钻探施工应严格执行钻探地质技术要求及《地质勘探安全规程》。 同时，应参考执行《水文地质钻探规程》和《供水管井技术规范》，并参考《供水水文地质勘察规范》，及有关地质取芯钻探施工技术操作规程、钻探施工工艺等。 ⑫ 地层可钻性 本次项目钻探施工主要揭露第四系粘土、砂土类地层和砂卵石地层，岩石级别综合确定为 IV类。 ⑬钻探设备的选择 根据本勘探区地质设计的钻孔深、孔径、地层岩性及施工方法等，并考虑钻探施工的方便，单位设备能力以及搬迁、平地基等因素来选择钻探设备及其它设备， 选择的钻探设备及其它设备见表 51。 ⑭钻进方法 取芯钻探均采用泥浆正循环硬质合金钻头，扩孔钻进采用牙轮钻头或扩孔钻头。 具体所需设备、仪器和机具组合，由各项目钻探承担单位具体组织实施。 ①钻进技术参数要求 a 硬质合金钻头取芯钻进 钻头压力：在条件允许的情况下，可用钻铤加压，所加压力一般以钻头上每一粒合金所受压力来表 示。 其数值见表示。 其数值见表 52。 表 51 钻探设备及其它设备表 设备名称 型号 数量 备注 转盘式水井钻机 红星 400/冲击钻 /SPJ300 2 转盘钻泥浆泵 BW～ 400/301 1 BW～ 550 型 1 19 潜水电泵 1 空压机 W6/7 1 深井潜水泵 60QJ32312/24 1 电焊机 2 小汽车 1 载重卡车 1 油罐车 1 吊车 1 钻杆 φ 89mm/φ 50mm 400m 套管 φ 245mm/φ150mm 600m 表 52 岩石与合金压力表 岩石性质 1~4 级软岩 5~9级中硬岩 卵、砾石层 每粒合金上的压力（ kg） 50~70 80~120 70~80 钻头转速：转速应根据岩石性质和钻压选择，软岩钻进应轻压178。 快转178。 转速一般为 ～ 、大口径相应转数为 40～ 150r/min。 冲洗液量：在孔壁完整和设备可能能情况下，冲洗液量越大越好，不同岩层中各种径钻冲洗液的用量见表 53。 表 53 合金钻进泵量表（单位： L/S） 岩石 性质 钻头直径 (mm) 377 325 273 219 172 150 130 一般岩石 10 10 89 78 56 56 45 裂隙岩石 810 810 78 67 45 45 34 20 b 钢粒钻进：在大口径施工中，遇到较硬（ 6～ 9 级）基岩，可采用钢粒钻进。 c 牙轮钻头钻进：牙轮钻头钻进适用范围比较广泛，从软地层到硬基岩均可采用。 特别是在卵、砾石与漂石地层钻进，采用牙轮钻头效果更为显著。 牙轮钻进的钻具由牙轮钻头、钻铤、钻杆等组成。 钻进时轴心压力全由钻产生。 为确保钻进安全，中和点（钻进时钻 具上不受伸也不受压缩的某理论点）应落在钻铤的 3/4 处。 若孔底需 2Tf 压力。 则钻铤的重量应为 2247。 3/4 =。 牙轮钻头钻进参数：在中硬和硬的地层一般每英寸长度上钻头压力应达～ (Tf)，泵量 10～ 14L/mdm。 转速 70～ 120r/min。 ②冲洗液与护壁堵漏 a 冲洗液 冲洗液的作用：冲洗液的主要功能是冷却钻头，清洗孔底，保护孔壁，润滑钻具和帮助破碎岩石 (软化作用 )等。 因此，钻孔冲洗液是钻探施工的重要环章。 用好冲洗液是钻孔顺利进行施工，提高钻进效率和工程质量。 做到安全生产的重要保证。 使用冲 洗液的种类及适应地层 :清水适用于致密、稳定的基岩地层；泥浆适用于第四系松软地层及软岩层和裂隙发育的基岩层。 泥浆的选择原则见表 54。 b 泥浆的护壁与堵漏 对本勘探区上部风化带，未胶结或胶结性很差的松散层，采用普通泥浆或钙处理泥浆，泥浆粘度 22～ 28s,比重 ～。 水敏性地层可采用能抑制粘土侵和钙侵及失水量小的聚丙烯酰胺泥浆 (低固相或普通 PHP 泥浆 )或钙处理泥浆护孔。 构造破碎带：此岩层硬脆碎，章理片理发育，富含地下水，常出现坍塌、掉块等，泥浆性能要求，比重要大一些 (～ ),PHP 用量也要适当加大。 选用 PHP 不分散低固相泥浆或普通 PHP 泥浆护壁。 表 54 岩性与泥浆性能表 岩层性质 泥 浆 性 能 指 标 粘度(秒 ) 含砂量 比 重 失水量（ ml/30min） 21 细砂层 18～ 20 小于 40% 不大于 20 遇水膨胀泥岩、中粗及粗砂 20～ 22 小于 40% ～ 不大于 8 裂隙、掉块、卵砾石层 22～ 28 小于 40% ～ 不大于 15 c 化学处理剂 碳酸钠 (Na2CO3):主要用来调章 PH 值，降低泥浆的失水性。 纤维素 (CMC)：主要起降失水和增粘作用。 水解聚丙烯酰胺 (PHP)：具有选择性絮凝作，能沉聚劣质粘土、岩粉、岩屑等有害固相。 同时分子链间易形成网状结构，能提高泥浆粘度降低失水量。 d 泥浆的配制与使用 钙处理泥浆配制配方：土粉 10%；纯碱 %；铁铬盐 %、石灰 %；%。 性能：比重 、粘度 22s，失水量 7ml/30min、泥皮厚 1mm,PH=9 钙处理泥浆的维护泥浆过稠时，可适当加入 0%的铁铬盐或 %石灰水；失水量过大再加入纤维素。 一般 1～ 2 天调整一天，补充原浆和化学处理剂， PH 值 保持 8～ 10。 处理剂加入顺序：纯碱 —— 铁铬盐 —— 石灰水 —— CMC。 每小班清理循环系统 (泥浆槽、沉淀池 )一次，保持含砂量在 4%以下。 PHP 不分散低固相泥浆的配制配方： ～ %(3～ 4kg/m3，含量 7%)；土粉： 2～ 4%； CMC、 ～ %；纯碱 ～ %。 性能：粘度 1825s；比重 ～ ；失水量 8～ 12； PH值 8～ 9；含砂量小于 4%。 PHP 不分散低固相泥浆维护：每个大班进行维护泥浆一次 ,酌情加入 PHP2～3kg,CMC1～ 3kg，一至二天补完一次适量泵浆： PH 值 保持在 39之间； CMC 和 PHP要提前 24h 按要求加水浸泡，便其充分溶解以后进行配浆。 钻探所需冲洗液材料见表 55。 22 表 55 钻探所需冲洗液材料表 材料名称 数量 材料名称 数量 高阳黄土粉 20T 聚丙烯酰胺 500kg 粘土 20T 生石灰 IT 纯碱 IT 铁铬盐 500kg 纤维素（ Na） 500Kkg ③基岩破碎或岩溶归育的漏失地层，在条件可的条件下可采用顶水钻进或下入技术套管等方法进行护壁。 ⑮ 防治钻孔弯曲 ①机电设备安装稳固、周正、水平； ②钻机立轴轴心线、天 车中心与孔口中心必须在同一直线上； ③不准使用旷动立轴，开孔时用锋利钻头，主动钻杆不得有偏摆，轴心压力均匀。 ⑯ 岩芯采取及钻探记录基本要求 ①为准确地从钻孔中采取能够代表相应孔段和有足够长度的岩芯。 岩芯钻进必须认真掌握转速、钻压、进尺、泵量等技术参数，严禁超管钻进。 岩芯采取率必须按照钻探地质技术要求执行，杜绝无岩芯段。 ②岩芯采取，力求保持原有结构，防止人为破坏、颠倒和扰动，岩芯要按顺序排列，每一个回次都必须认真填写岩芯回次标签。 ③各钻机各班组都必须认真做好钻探班报表记录，记录格式必须规范，报表要干净， 字迹必须清楚。 ⑰ 成井工艺 ①乱洗孔壁、换浆、探孔 a 为使施工不影响含水层水文地质参数真实性，可在钻进终孔后选用扩孔法（用优质泥浆），破除孔壁较厚的泥皮。 b 钻进和扩孔终孔校正孔深后，以性能优良的泥浆替换孔内粘度大、含砂量高的劣质泥浆，一般以孔内捞取、井口返出和送入孔内泥浆性能接近时为宜。 c 用探孔器（钻杆和 4个导正圈组成，圈直径应比钻孔直径小 2030cm，探 23 孔器长度不小于 8m）检查钻孔深度、直径是否符合设计要求，孔壁是否平滑，以便下管工作顺利。 ② 井管 均采用钢质管作井壁管和滤水管。 控制孔隙率为 2025%。 ③ 下管工艺 a 下管前的准备工作：做好思想动员，进行严密组织和分工，密切配合，大胆细致操作。 应精确丈量孔深和井管（用钢尺或皮尺）；检查起重设备和工具；对砾料、止水物（粘土球）等材料进行质量和数量校对。 b 有关受力计算：管材每米重量；管柱下入孔内总重；井管丝扣承受拉力负荷；升降机卷筒提引绳上承受负荷；钻塔受力。 c 下管方法：管柱总重量不超过升降机、钻探等设备起重能力和井管本身抗拉强度时，采用提吊下管法；井管总重超过起重设备额定负荷或超过井管本身的抗拉强度，可采用提吊加浮力塞（板）法。 d 井管连接 部分应焊牢，无缝。 严禁焊接部位出现较大缝隙。 ⑱止水 严格按本次设计“地质技术要求 ” 执行。 ⑲洗井 ①洗井目的是彻底清除井内泥浆，破坏井壁泥皮，使过滤器周围形成很好的人工过滤层 ,使观测到的注浆水位反映更真实准确。 ②为防止泥皮硬化，止水和固井后立即进行洗井。 可先用空压机产生激荡力，排出井内混水；然后采用强力破壁的抽筒活塞升降提拉洗井。 直至水清为止。 ⑳抽水试验及水样采取 a、稳定流抽水试验 洗井完成后采用稳定流量抽水，并依据非稳定流时间序列观测水位、水温和流量，观测工具采用电测水位计、温度表和流量表（或三角 堰箱）。 观测水位和流量应同步，水位和流量观测时间序列按每 1 60、 80、 100、 1 150min 各观测一次，以后每 30min 观测一次，水位和流量稳定后，每 1h 观测一次。 水位观测准确到 ，流量观测用堰箱读数精确到 1mm。 每隔 2h 同步观测 1 次水温和气温。 在抽水试验进行过程中，同 24 步绘制 slgt 关系曲线，当曲线有拐点时，则延续时间宜至拐点后的线段趋于水平，方可结束抽水试验；没有拐点时，则延续时间宜根据试验目的确定。 抽水试验结束后，立即观测恢复水位，观 测时间按第 1 80、 100、 1 150min 各观测一次，以后每隔 30min 观测一次，至连续 4 小时内每小时水位变化不超过 1cm，或与自然水位一致时停止观测。 b、水质分析样品采集与测试 抽水试验结束前，采集地下水样，及时送实验室分析测试。 样品的采集、保存、送检严格按照有关水样采集规范要求执行。 应系统采取地下水样品进行分析，采样方法和检验方法严格执行中华人民共和国地矿行业标准《地下水质检验方法、水样的采集和保存》（ DZ/）。 五、热物性 试验 在岗地和河流冲积平原不同地貌单元选择代表性钻孔采取代表性岩心，送实验室做岩土特性试验，主要包括：热物理参数（热导率和比热容）及岩土体的物理性质参数（孔隙率、含水率、密度）。 六、水质分析 为进一步了解工作区地下水质分布和变化规律，应按要求采取水样进行水质分析， 采集地热流体样进行化学成份全分析，主要阴、阳离子和 F、 Br、 I、 SiOB、 H2S、微量元素 Al、 Fe、 Mn、 Li、 Sr、 Cu、 Zn及 PH 值、溶解性总固体、硬度、耗氧量等。 七、地埋管换热试验及抽水回灌换热试验 在地埋管换热适宜区和较适宜区 内进行，重点确定岩土特性指标，换热参数，技术经济评价。 3组地埋管现场换热试验工作程序及要求如下： a) 在已钻好的调查孔中。