ICS17.200.01

F15

備案號：36109-2013DB11

北京市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB11/T935—2012

單井循環(huán)換熱地能采集井

工程技術(shù)規(guī)范

TechnicalCodeforSingleWellofGeothermalEnergyCollection

withCirculationHeatExchange

2012-12-12發(fā)布2013-04-01實(shí)施

北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布

DB11/T935—2012

單井循環(huán)換熱地能采集井工程技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了單井循環(huán)換熱地能采集井的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等技術(shù)要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于為建筑物供暖、制冷和提供生活熱水的地能熱泵系統(tǒng)的單井循環(huán)換熱地能采集井工程。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T13663-2000給水用聚乙烯（PE）管材

GB50296供水管井技術(shù)規(guī)范

GB50366-2009地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范

APISPEC5CT-2005套管和油管規(guī)范(Specificationforcasingandtubing)

APISPEC5B-2008套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗(yàn)規(guī)范(SpecificationforThreading,

GaugingandThreadInspectionofCasing,TubingandLinePipeThreads)

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

地能采集井壁GeothermalEnergyCollectionBoreholewall

鑿井過程形成的圓柱形表面。

3.2

導(dǎo)流板Distributingplate

優(yōu)化水流分布的環(huán)狀盤。

3.3

蓄能顆粒Accumulatorball

當(dāng)溫度變化時吸收或放出熱量的球形體。

3.4

地能采集井群GeothermalEnergyCollectionwellgroup

功能相同或相似的地能采集井的集合。

1

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4設(shè)計(jì)

4.1一般規(guī)定

4.1.1地能采集井按結(jié)構(gòu)分為：

a)有蓄能顆粒采集井，見圖1。循環(huán)水由置于隔熱管底部抽水區(qū)的潛水泵抽出，進(jìn)入熱泵機(jī)組放熱或

吸熱后，由熱泵機(jī)組返回進(jìn)入地能采集井的上部加壓回水區(qū)內(nèi)。水流在有蓄能顆粒的環(huán)形空間內(nèi)

向下流動至抽水區(qū)，透過隔熱管下部的花管部分進(jìn)入隔熱管，再由潛水泵抽出。

d

D

圖1有蓄能顆粒地能采集井示意圖

b)單一水層無蓄能顆粒地能采集井，見圖2。密封裝置結(jié)構(gòu)及安裝見附錄A。井水由置于隔熱管底部

抽水區(qū)的潛水泵抽出，進(jìn)入熱泵機(jī)組放熱或吸熱后，由熱泵機(jī)組返回進(jìn)入隔熱管上部的加壓回水

2

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區(qū)，通過花管流出地能采集井外與周圍巖土體進(jìn)行熱交換后，通過隔熱管下部的花管進(jìn)入隔熱管

內(nèi)再由潛水泵抽出。上述抽水區(qū)和加壓回水區(qū)應(yīng)在同一水層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)同層回灌。

C）多水層無蓄能顆粒地能采集井，見圖3。密封裝置結(jié)構(gòu)及安裝見附錄A。在多水層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地區(qū)

可采用兩個或多個井上下疊加的結(jié)構(gòu)。

dd

圖2單一水層無蓄能顆粒地能采集井示意圖圖3多水層無蓄能顆粒地能采集井示意圖

4.1.2地能采集井設(shè)計(jì)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a）搜集擬建地能采集井（井群）地區(qū)的水文地質(zhì)資料，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘；

b）確定地能采集井的類別：有蓄能顆粒地能采集井或無蓄能顆粒采集井；

c）地能采集井區(qū)的范圍、確定地能采集井的數(shù)量和位置；

d）確定地能采集井的結(jié)構(gòu)；

e）確定循環(huán)水量、供熱（冷）功率。

4.1.3地能采集井位置應(yīng)根據(jù)擬建地能采集井區(qū)的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件確定并應(yīng)符合下列要求：

a)靠近機(jī)房；

b)地能采集井位與建（構(gòu)）筑物應(yīng)保持足夠的距離，以保證建筑物的安全和地能采集井的正常工作；

3

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c)相鄰兩口有蓄能顆粒地能采集井的距離不宜小于8m，相鄰兩口無蓄能顆粒地能采集井的距離不宜

小于10m；

d）對于地能采集井群，應(yīng)最大限度地保持地能采集井的中心連線的方向與當(dāng)?shù)氐叵滤鞣较虼怪薄?/p>

4.1.4地能采集井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宜包括下列內(nèi)容：

a)地能采集井直徑和深度；

b)蓄能顆粒材料種類、規(guī)格和數(shù)量；

c)隔離膜和阻水換熱壁的結(jié)構(gòu)、性能；

d)導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)和位置。

4.2地能采集井的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.2.1對于不同的地質(zhì)條件，宜參考表1、表2確定地能采集井結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)。其中供熱功率適用于供

暖工況。制冷工況的供冷功率宜按供熱功率的1.3倍-1.5倍計(jì)算。

表1有蓄能顆粒地能采集井參數(shù)表

地能采集井鉆地能采集井

隔熱管直徑(d)供熱功率

地層巖性孔直徑(D)深

MmkW

mmm

粗砂、礫石245-50060-100159-245或DN150-DN250250-500

巖石311-50040-100108-245或DN100-DN25030-320

粉砂、細(xì)砂500-120040-100DN100-DN25030-250

粘土500-120040-100DN100-DN25030-150

表2無蓄能顆粒地能采集井參數(shù)表

地能采集井鉆孔直徑(D)地能采集井深井管直徑(d)供熱功率

地層巖性

mmmMmkW

粗砂、礫石108-24560-100108-24515-500

4.2.2有蓄能顆粒地能采集井應(yīng)符合下列要求：

a)蓄能顆粒宜采用直徑10mm—100mm的球形體，強(qiáng)度應(yīng)大于C50。組成的環(huán)形空間的滲透系數(shù)應(yīng)大于

原地質(zhì)結(jié)構(gòu)的20倍以上；

b)隔離膜的厚度宜小于3mm，孔隙率宜小于5%，有足夠的抗拉和抗壓強(qiáng)度，材質(zhì)應(yīng)該符合飲用水管件

的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

c)阻水換熱壁宜采用低滲透系數(shù)材料，滲透系數(shù)宜不大于0.001m/d；

d)沉淀段長度宜不小于1m。

4

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4.2.3無蓄能顆粒地能采集井應(yīng)符合下列要求：

a)井管宜選用化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕、導(dǎo)熱性強(qiáng)、流動阻力小的材料，可參考APISpec5CT或GB/T

13663選用；

b)井管內(nèi)徑應(yīng)大于潛水泵標(biāo)定的最小井管內(nèi)徑；

c)花管孔隙率宜為2%—30%,井管聯(lián)接宜采用焊接、螺紋聯(lián)接或其他強(qiáng)度相當(dāng)?shù)倪B接方式；螺紋連接

應(yīng)符合APISpec5B；

d)宜采用混凝土封井，封井厚度為150mm-300mm；

e)沉淀段長度宜不小于3m；

f)地能采集井鉆孔深度不應(yīng)超過當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T允許的最大鉆井深度。

4.2.4密封裝置應(yīng)符合下列要求：

a)工作時應(yīng)與相對應(yīng)的井管內(nèi)壁保持緊密接觸，有足夠的剩余壓力；

b)應(yīng)能有效地阻隔循環(huán)水在井管內(nèi)上下貫通。

4.3地能采集井功率

4.3.1夏季運(yùn)行期間地能采集井循環(huán)水的出口最高溫度宜低于33℃；冬季運(yùn)行期間地能采集井循環(huán)水的

進(jìn)口最低溫度宜高于4℃。

4.3.2地能采集井的設(shè)計(jì)循環(huán)水量按下表確定

表3設(shè)計(jì)循環(huán)水量表

地能采集井鉆孔直徑(D)隔熱管直徑(d)循環(huán)水量

地層巖性

mmmmm3/h

粗砂、礫石60-100168-245或DN150-DN2505-130

巖石60-100168-245或DN150-DN2505-80

粉砂、細(xì)砂60-100DN150-DN250或De180-De2505-60

粘土60-100DN150-DN250或De180-De2505-40

4.3.3地能采集井額定供熱（冷）功率按公式（1）計(jì)算：

Ｎ＝1.16×Ｑ×︱Ｔ2-Ｔ1︱……(1)

式中：

Ｎ—額定供熱（冷）功率，單位為千瓦（kW）；

1.16-單位換算系數(shù)；

3

Ｑ—循環(huán)水量，單位為立方米每小時（m/h）；

0

Ｔ2—地能采集井的出水溫度，單位為攝氏度（C）；

0

Ｔ1—地能采集井的回水溫度，單位為攝氏度（C）；

（Ｔ2—Ｔ1）＞0時為制熱，否則為制冷。

5

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5施工

5.1一般規(guī)定

5.1.1施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，根據(jù)施工條件，編制施工組織設(shè)計(jì)。

5.1.2施工組織設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容：

a)工程任務(wù)及施工安全要求；

b)施工技術(shù)措施；

c)主要設(shè)備、人員、材料、費(fèi)用和施工進(jìn)度。

5.2有蓄能顆粒地能采集井施工

5.2.1阻水換熱壁施工應(yīng)能保證地能采集井成孔設(shè)計(jì)要求。

5.2.2施工過程中確保隔離膜完好。

5.2.3隔熱管安裝前，應(yīng)做好下列準(zhǔn)備工作：

a)應(yīng)進(jìn)行地能采集井的井深探測并記錄，保證設(shè)計(jì)深度內(nèi)無雜物；

b)根據(jù)隔熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行配管。

5.2.4隔熱管應(yīng)座落牢固。隔熱管安裝過程中應(yīng)進(jìn)行圍擋保證施工安全。

5.3無蓄能顆粒地能采集井施工

5.3.1井管連接過程中應(yīng)保持井管外壁光滑，不應(yīng)有突變。

5.3.2井管安裝應(yīng)與鉆井過程同步進(jìn)行。

5.3.3根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇適宜的鉆井工藝，保證井管與地能采集井壁緊密接觸。

5.3.4密封裝置應(yīng)與地能采集井內(nèi)潛水泵和地能采集井內(nèi)管線等同時安裝。密封裝置的安裝深度應(yīng)符合

設(shè)計(jì)要求，深度誤差應(yīng)在0.5m以內(nèi)。

6工程驗(yàn)收

6.1隱蔽工程施工記錄應(yīng)齊全，且有全程錄像，并已通過相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)。

6.2水壓試驗(yàn)應(yīng)符合GB50366。

6.3施工單位應(yīng)提交成井報(bào)告。報(bào)告應(yīng)包括地能采集井的綜合柱狀圖等資料，無蓄能顆粒地能采集井應(yīng)

包括水質(zhì)檢測資料。

6.4成井后應(yīng)結(jié)合地能采集井內(nèi)裝置和供熱（冷）系統(tǒng)，對采集井的供熱（冷）功率進(jìn)行測試，得出采

集井的實(shí)際供熱（冷）功率。采集井的實(shí)際供熱（冷）功率應(yīng)不低于設(shè)計(jì)值。

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附錄A

（規(guī)范性附錄）