DB41/T 1005-2015 浅层地热能钻探技术规范

ICS73.020

D10

DB41

河南省地方标准

DB41/T1005—2015

浅层地热能钻探技术规范

2015-03-02发布2015-06-01实施

河南省质量技术监督局发布

DB41/T1005—2015

目次

前言...............................................................................III

引言................................................................................IV

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4地下水源井设计.....................................................................2

4.1设计依据和要求.................................................................2

4.2井管选择.......................................................................2

4.2.1井壁管选择.................................................................3

4.2.2过滤管选择.................................................................3

4.2.3沉淀管选择.................................................................3

4.3地下水源井布置及数量设计.......................................................4

4.3.1布置和设计依据.............................................................4

4.3.2布置方式...................................................................4

4.3.3数量设计...................................................................4

4.4地下水源井结构设计.............................................................4

4.4.1井身结构设计...............................................................4

4.4.2抽水井、回灌井的封闭.......................................................5

4.5过滤管选择.....................................................................5

4.6抽水量与回水量设计.............................................................6

5垂直地埋管钻孔设计.................................................................7

5.1一般规定.......................................................................7

5.1.1设计内容...................................................................7

5.1.2设计原则...................................................................7

5.2U形地埋管选择..................................................................7

5.3地埋管布置及数量设计...........................................................7

5.3.1地埋管钻孔布置原则.........................................................7

5.3.2地埋管钻孔数量.............................................................8

5.4地埋管钻孔结构设计.............................................................8

5.5回填材料选择...................................................................8

6地下水源井施工.....................................................................8

6.1一般规定.......................................................................8

6.2钻探技术方法...................................................................8

6.3钻井液选择与护壁堵漏...........................................................9

6.4成井工艺与抽水、回灌试验.......................................................9

6.4.1成井工艺...................................................................9

6.4.2抽水试验...................................................................9

I

DB41/T1005—2015

6.4.3回灌试验....................................................................9

7垂直地埋管钻孔施工..................................................................9

7.1一般规定........................................................................9

7.2钻孔施工要求...................................................................10

7.3钻孔冲洗介质要求...............................................................10

7.4U形管下入及固定方式............................................................10

7.4.1管材、管件运输和储存要求...................................................10

7.4.2U形管下入前外观检查........................................................11

7.4.3垂直地埋管安装.............................................................11

7.5回填材料投入方式...............................................................11

8工程验收规定.......................................................................11

8.1地下水源井验收.................................................................11

8.2垂直地埋管钻孔验收.............................................................11

附录A（资料性附录）常用PVC-U塑料井管物理力学性能指标和规格..........................13

附录B（资料性附录）常用地埋管管材外径及壁厚.........................................14

附录C（资料性附录）地埋管回填材料的热物性指标.......................................16

附录D（资料性附录）水源热泵水质.....................................................17

II

DB41/T1005—2015

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由河南省地质矿产勘查开发局提出并归口。

本标准起草单位：河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院、河南省深部探矿工程技术研究

中心、河南省地热能开发利用有限公司、河南工程学院资源与环境学院、中国地质科学院勘探技术研究

所。

本标准主要起草人：卢予北、张宗恒、席新海、陈莹、吴烨、李贵明、王现国。

本标准参加起草人：董永志、王建华、牛建设、卢玮、申云飞、李建斌、邢向渠、程宇、王保君、

赵尊亭。

III

DB41/T1005—2015

引言

浅层地热能是赋存在岩土体中的低温地热资源，其深度一般在200m以浅，是一种可再生清洁能源，

具有分布范围广、资源储量大、开发利用方便、对环境无污染等特点，是国家大力提倡开发利用的清洁

能源之一。

目前，浅层地热能开发利用发展迅速，水源热泵系统和土壤源热泵系统是近年来我国使用最多的两

种浅层地热能开发利用形式，浅层地热能开发利用工程的关键之一是地下换热装置设计与施工，钻探工

程则是地下换热装置设置不可或缺的工程手段。

钻探工程是实现地源热泵系统良好换热的前提，对浅层地热能开发利用系统性能起着关键作用。钻

探的目的不同，其工艺和技术要求不同。浅层地热能水源井和地埋管钻孔设计、施工与一般水文水井、

矿产资源钻探有相同点，也有许多不同之处。为了保证浅层地热能系统高效、低耗运行，有必要制定此

标准，以达到提高浅层地热能钻探技术和质量的目的。

本标准是在近年来河南省浅层地热能开发利用工程实践基础上、结合国内有关钻探技术标准制定而

成，旨在为浅层地热能钻探工程的设计、施工、验收提供依据。

IV

DB41/T1005—2015

浅层地热能钻探技术规范

1范围

本标准规定了浅层地热能地下水源井设计、垂直地埋管钻孔设计、地下水源井施工、垂直地埋管钻

孔施工、工程验收规定等。

本标准适用于各类浅层地热能钻探。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB50027—2001供水水文地质勘察规范

GB50296—1999供水管井技术规范

GB50366—2005地源热泵系统工程技术规范

DZ/T0225—2009浅层地热能勘查评价规范

DB41/T597PVC-U成井技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

浅层地热能shallowgeothermalenergy

地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200m埋深），温度低于25℃，在当前技术经济条件下具

备开发利用价值的地球内部的热能资源，是地热资源的一部分。

注：改写DZ/T0225—2009，定义3.1。

3.2

地源热泵系统ground-sourceheatpumpsystem

以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的

供热空调系统。

注：改写GB/T50366—2005，定义2.0.1。

3.3

地下水源井groundwatersourcewell

水源热泵系统用于从地下含水层中取水或向含水层灌注回水的井，是抽水井和回灌井的统称。

注：改写GB/T50366—2005，定义2.0.21。

3.4

抽水井productionwell

用于从地下含水层中取水的井。

[GB/T50366—2005，定义2.0.19]

1

DB41/T1005—2015

3.5

回灌井reinjectionwell

用于向含水层灌注回水的井。

[GB/T50366—2005，定义2.0.20]

3.6

沉淀管sedimentarytube

沉淀管是指抽水井或回灌井中过滤管最下部的井管，用于沉淀井内砂粒、沉淀物等固体。

3.7

回灌试验reinjectiontest

向井中连续注水，并记录水位、水量的变化来测定含水层渗透性和水文地质参数的试验。

[DZ/T0225—2009，定义3.10]

3.8

垂直地埋管钻孔boreholeofverticalburiedpipe

用于下入和安放地下土壤换热器的钻孔。

3.9

U形管Upipe

将两根一定长度的PE或PB管在地面平行连接下入钻孔中，形成U形回路，用于热交换。

3.10

回填材料backfillmaterial

U形管下入地下钻孔后需要回填的固定物料，一般选择钻孔排出的岩屑、砂粒或热物性较好的混合

材料。

3.11

泵吸反循环钻进suctionpumpreversecirculationdrilling

利用泵的抽吸力，使钻杆内产生抽吸作用的反循环钻进技术。

[GB9151—1988，定义10.1.4.2]

3.12

气举反循环钻进airliftreversecirculationdrilling

压缩空气在一定深度的钻杆内与冲洗液混合，利用钻杆内外液体密度差进行反循环的钻进技术。

[GB9151—1988，定义10.1.4.1]

4地下水源井设计

4.1设计依据和要求

地下水源井设计时，应依据以下主要内容：

——水源热泵机组制冷、制热功率；

——工作区水文地质勘察成果；

——单井出水量、回灌量、井数要求；

——可供建设水源井的场地面积；

——抽水井与回灌井之间井间距；

——回灌井结构可与抽水井相同，可互换使用；

——用户的其他要求。

4.2井管选择

2

DB41/T1005—2015

4.2.1井壁管选择

浅层地热能常用井壁管类型选择见表1。地质和水文地质条件允许情况下宜选择PVC-U塑料管，常见

PVC-U塑料井管力学性能和规格参见附录A。

表1井壁管类型

井管类型井管特性

抗压强度较高、抗拉强度较低，与普通钢管相比腐蚀结垢速度较慢，管材质量大，

铸铁井管

价格适中，使用寿命较长。

材料综合力学性能指标较好、强度高，腐蚀与结垢速度较快，管材质量较铸铁管低，

普通钢管

价格适中。

PVC-U井管抗腐蚀和结垢性能好，质量轻，价格适中，成井方便，使用寿命长（≥50年）。

水泥井管耐腐蚀，管材质量大，价格低，强度低。

4.2.2过滤管选择

浅层地热能常用过滤管类型选择见表2。地质和水文地质条件允许情况下宜选择铣缝式PVC-U过滤

管。

表2过滤管类型

过滤管类型材料过滤管特性适用条件

钢制

适用较大孔深，可根据水质选择缠丝的材料和与管外填砾配合，适用于第四系

缠丝过滤管

铸铁断面形状，具有较好的挡砂透水性能；加工成和基岩含水层，若按水质选择骨

（圆形或梯形丝）

本较高，孔隙率低。架管和缠丝材料。

PVC-U

钢制适用于中深孔或浅孔，滤缝为桥式结构，不易与管外填砾配合，适用于第四系

桥式过滤管

不锈钢堵塞，透水性好，加工方便，孔隙率较高。和基岩含水层。

只适用于粗颗粒含水层和基岩

钢制孔隙率大、透水性能好，加工方便。