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簡介

所謂地?zé)崮?，顧名思義，就是地下以熱量形式存在的能源。因?yàn)槟壳皩Φ責(zé)崮艿姆Q呼不統(tǒng)一，比較混亂，那今天為了便于理解，我們結(jié)合國家的相關(guān)規(guī)范以及傳統(tǒng)的一些稱呼，對地?zé)崮艿母拍罴捌浞诸愡M(jìn)行總結(jié)闡述。  地?zé)崮芗吹叵聼崮埽譃闇\層地?zé)崮芎蜕顚拥責(zé)崮?，我們方便區(qū)別，我們可以簡稱它們?yōu)椋旱販啬芎偷責(zé)崮?。從名字上可以看出地溫能和地?zé)崮艿膮^(qū)別，即溫度的區(qū)別：‘溫’和‘熱’。

溫度。那么，首先從溫度及其利用上介紹二者的區(qū)別：     

1） 地?zé)崮埽@種能量來自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)7000℃，而在80至100公里的深度處，溫度會降至650至1200℃，透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方，高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些被加熱了的水就形成了地?zé)崮堋?      

從地?zé)崮艿睦门c轉(zhuǎn)換角度出發(fā)，地?zé)崮苜Y源為高溫、中溫、和低溫三部分。  

高溫：t≥150℃；中溫：90≤t＜150℃；低溫：25≤t＜90℃； 也就是說溫度大于等于25攝氏度的地下熱能，都可稱作地?zé)崮堋?地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類，

而對于不同溫度的地?zé)崃黧w可能利用的范圍如下：  

1、200～400℃直接發(fā)電及綜合利用；  

2、150～200℃雙循環(huán)發(fā)電，制冷，工業(yè)干燥，工業(yè)熱加工；  

3、100～150℃雙循環(huán)發(fā)電，供暖，制冷，工業(yè)干燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品；  

4、50～100℃供暖，溫室，家庭用熱水，工業(yè)干燥；  

5、20～50℃沐浴，水產(chǎn)養(yǎng)殖，飼養(yǎng)牲畜，土壤加溫，脫水加工。 現(xiàn)在許多國家為了提高地?zé)崂寐?，而采用梯級開發(fā)和綜合利用的辦法，如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，先供暖后養(yǎng)殖等。  

2）地溫能：溫度：t＜25℃。為什么它的溫度較低，這取決于地溫能的形成地?zé)崛∨?、制冷系統(tǒng)原理及優(yōu)勢

地?zé)峒吹厍驘崮堋５厍蛲寥揽梢詢Υ嫣枱崮芮也粫]發(fā)。這種熱能在霜線以下不會受到季節(jié)性溫度變化的影響。通過在霜線下方掩埋地?zé)徂D(zhuǎn)換器，地?zé)崮茉O(shè)備可以有效利用所有儲存在土壤中的熱能。具體運(yùn)作方發(fā)是：將注入生態(tài)防凍水溶液的管道埋入房屋的周圍。這些管道由耐受性很強(qiáng)的聚乙烯材料制成。只要安裝適當(dāng)，它們不易損壞，很難受干腐病、極度潮濕等惡劣環(huán)境的影響。地?zé)崮苻D(zhuǎn)換器可以被水平、垂直放置。該系統(tǒng)機(jī)變靈活，可適應(yīng)特殊地況

因?yàn)榈責(zé)崮芟到y(tǒng)不受外界空氣溫度的影響，在寒冷天氣里，地下管道中的熱轉(zhuǎn)換液體就能利用溫暖的土壤溫度為地?zé)岜眠M(jìn)行加熱或冷卻。地?zé)岜猛ㄟ^地下管道吸入控溫溶液，經(jīng)傳統(tǒng)氣壓輸送管或聚乙烯輸送管把它輸送到需要的地方。

需要制冷時，地?zé)嵯到y(tǒng)就利用土壤的低溫工作。系統(tǒng)吸入可產(chǎn)生冷空氣的控溫溶液，冷空氣調(diào)整到所需溫度后通過輸送管被釋放到屋內(nèi)。

地?zé)崮苋∨⒅评湎到y(tǒng)優(yōu)于氣源熱泵、燃?xì)鉅t等傳統(tǒng)系統(tǒng)。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)系統(tǒng)依賴于隨氣候不同而劇烈變化的外界溫度。它們效能的差距在溫度條件下尤為明顯。在冬天極冷、夏天極熱的條件下，取暖、制冷設(shè)備需高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)才能保證室內(nèi)有舒適的溫度，由此而產(chǎn)生高額費(fèi)用也是顯而易見的。地?zé)崮芟到y(tǒng)通過一套深埋入霜線下方土壤中的高密度聚乙烯材料制成的管道吸入外部空氣，直接節(jié)約取暖費(fèi)用的作用不言而喻

地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崂玫膠ui重要方式。高溫地?zé)崃黧w應(yīng)首先應(yīng)用于發(fā)電。 地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。所不同的是，地?zé)岚l(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地?zé)崮?。地?zé)岚l(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地?zé)犭娬纠玫妮d熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地?zé)岚l(fā)電的方式劃分為蒸汽型地?zé)岚l(fā)電和熱水型地?zé)岚l(fā)電兩大類

（1）蒸汽型地?zé)岚l(fā)電

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，但在引入發(fā)電機(jī)組前應(yīng)把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。這種發(fā)電方式zui為簡單，但干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限，且多存于較深的地層，開采技術(shù)難度大，故發(fā)展受到限制（參考《資源》欄目有關(guān)文章）。主要有背壓式和凝汽式兩種發(fā)電系統(tǒng) [4]  。

（2）熱水型地?zé)岚l(fā)電

熱水型地?zé)岚l(fā)電是地?zé)岚l(fā)電的主要方式。

熱水型地?zé)犭娬居袃煞N循環(huán)系統(tǒng)：

（a）閃蒸系統(tǒng)

閃蒸系統(tǒng)如圖1所示。當(dāng)高壓熱水從熱水井中抽至地面，由于壓力降低部分熱水會沸

騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機(jī)做功；而分離后的熱水可繼續(xù)利用后排出，當(dāng)然是再回注人地層。

（b）雙循環(huán)系統(tǒng)

雙循環(huán)系統(tǒng)的流程如圖2所示。地?zé)崴紫攘鹘?jīng)熱交換器，將地?zé)崮軅鹘o另一種低沸點(diǎn)的工作流體，使之沸騰而產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后進(jìn)入凝汽器，再通過熱交換器而完成發(fā)電循環(huán)。地?zé)崴畡t從熱交換器回注入地層

地?zé)峁┡?/span>

將地?zé)崮苤苯佑糜诓膳?、供熱和供熱水是僅次于地?zé)岚l(fā)電的地?zé)崂梅绞健Ｒ驗(yàn)檫@種利用方式簡單、經(jīng)濟(jì)性好，備受各國重視，特別是位于高寒地區(qū)的西方國家，其中冰島開發(fā)利用得。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上*個地?zé)峁嵯到y(tǒng)，現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善，每小時可從地下抽取7740t80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由于沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽(yù)為“世界上zui清潔無煙的城市”。此外利用地?zé)峤o工廠供熱，如用作干燥谷物和食品的熱源， 用作硅藻土生產(chǎn)、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產(chǎn)過程的熱源也是大有前途的。目前世界上zui大兩家地?zé)釕?yīng)用工廠就是冰島的硅藻土廠和新西蘭的紙槳加工廠。我國利用地?zé)峁┡凸崴l(fā)展也非常迅速，在京津地區(qū)已成為地?zé)崂弥衵ui普遍的方式

地?zé)釀?wù)農(nóng)

地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地?zé)崴喔绒r(nóng)田，可使農(nóng)作物早熟增產(chǎn)；利用地?zé)崴B(yǎng)魚，在28℃水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產(chǎn)率；利用地?zé)峤ㄔ鞙厥?，育秧、種菜和養(yǎng)花；利用地?zé)峤o沼氣池加溫，提高沼氣的產(chǎn)量 等。 將地?zé)崮苤苯佑糜谵r(nóng)業(yè)在我國日益廣泛，北京、天津、西藏和云南等地都建有面積大小不等的地?zé)釡厥?。各地還利用地?zé)岽罅Πl(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，如培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等 [1]  。

地?zé)嵝嗅t(yī)

地?zé)嵩卺t(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人的前景，熱礦水就被視為一種寶貴的資源，世界各國都很珍惜。由于地?zé)崴畯暮苌畹牡叵绿崛〉降孛?，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學(xué)元素，從而使它具有一定的醫(yī)療效果。如含碳酸的礦泉水供飲用，可調(diào)節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度；含鐵礦泉水飲用后，可治療缺鐵貧血癥； 氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等。 由于溫泉的醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)的特殊的地質(zhì)、地貌條 件，使溫泉常常成為旅游勝地，吸引大批療養(yǎng)者和旅游者。在日本就有1500多個溫泉療養(yǎng)院，每年吸引1億人到這些療養(yǎng)院休養(yǎng)。我國利用地?zé)嶂委熂膊〉臍v史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發(fā)揮地?zé)岬尼t(yī)療作用，發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。

未來隨著與地?zé)崂孟嚓P(guān)的高新技術(shù)的發(fā)展，將使人們能更地查明更多的地?zé)豳Y源；鉆更深的鉆井將地?zé)釓牡貙由钐幦〕?，因此地?zé)崂靡脖貙⑦M(jìn)入一個飛速發(fā)展的階段。

地?zé)崮茉趹?yīng)用中要注意地表的熱應(yīng)力承受能力，不能形成過大的覆蓋率，這會對地表溫度和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響 打井施工方案

打井施工工藝及注意要點(diǎn)：

1、根據(jù)水井出水量要求，井孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)井深、井徑，結(jié)合地層情況選好鉆探機(jī)型以及相應(yīng)的輔助設(shè)備。

2、鉆孔之前應(yīng)做好機(jī)臺調(diào)平，設(shè)備布置，器材堆存，塔架豎立，鉆機(jī)安放等工作。

3、在松散地層中鉆探成孔，采用沖擊式鉆機(jī)清水水壓逐級擴(kuò)孔法施工工藝。

4、在基巖含水層中鉆孔成孔，采用回轉(zhuǎn)式巖心鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)進(jìn)行地下水水位和循環(huán)液孔內(nèi)消失量等水文地質(zhì)觀測。

5、鉆探成孔的過程中，應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行描述、分層取土樣、取水樣、測溫等。還要保證取樣質(zhì)量和數(shù)量。

成井工藝：

1、下井管前，應(yīng)對鉆孔孔壁，孔徑、孔深進(jìn)行校核，查明孔壁是否規(guī)則圓滑，發(fā)現(xiàn)有縮徑等不規(guī)則孔壁時必須及時修整，以保證后續(xù)工序的順利實(shí)施，并實(shí)測孔深。

2、換漿。用稀漿或清水壓入孔底，自下而上將原成孔時的濃漿換出孔。當(dāng)井內(nèi)返上泥漿與壓入的稀漿水的濃度基本相同時，換漿即已完成。

3、下管。下管必須按技術(shù)要求進(jìn)行。要安裝井管找中器，焊工作業(yè)，并加焊2-4塊拉板，必要時管內(nèi)須加浮板，管底必須用鋼板焊封。

4、填礫料。將選好的礫料投入井管過濾器及孔壁之間的環(huán)狀空間內(nèi)。根據(jù)地質(zhì)技術(shù)要求和地層情況選用靜止投礫法，管外返水投礫法，抽水填礫法等工藝。

5、止水。常用方法為粘土球止水法。必須保證粘土球質(zhì)量，并保證分層填入，逐層填滿，填實(shí)。

6、洗井。洗井的目的是*清除鉆井過程中孔內(nèi)巖屑等對含水層的封堵，同時抽出濾水管周圍含水層中泥漿、粉、細(xì)砂等沉淀，以保證含水層出水通暢。

7、井孔在驗(yàn)收前，必須進(jìn)行簡易抽水試驗(yàn)，測定井的實(shí)際可開采水量，在開泵后30min取水樣測量含沙量和進(jìn)行水質(zhì)分析采樣。而后編寫鑿井工程報(bào)告。

8、井孔驗(yàn)收

井孔驗(yàn)收時必須具有的資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

井孔驗(yàn)交單（包括井結(jié)構(gòu)、施工工藝、及水量、含沙量等資料）

井孔尺寸與驗(yàn)交單一致并符合設(shè)計(jì)要求

井的出水量100T/H

井水中的含沙量，少于達(dá)1/20萬（體積比）

9、回灌井的施工工藝與抽水井基本相似，對過濾器、水的回灌試驗(yàn)有相應(yīng)的要求，

3、水井系統(tǒng)（供水、回水）

取水井

（1）成井設(shè)計(jì)

根據(jù)此次空調(diào)用水要求，本次開鑿井的目的，就是要達(dá)到每小時100T（單井），含砂量按國家標(biāo)準(zhǔn)，深井孔垂直度在1度之內(nèi)，井深50米左右（見基巖）。井徑600mm，一徑到底，管徑300mm,按此要求設(shè)計(jì)井壁后6mm，實(shí)管暫設(shè)30m，濾管暫設(shè)20m，濾水管設(shè)置在含水層部位（詳見鉆是設(shè)計(jì)圖（1）），井材料選用鋼板卷管而成，管與管之間均打成坡口，焊后并用4-6塊200×800×6mm拉板焊固以達(dá)到每節(jié)管頭電焊牢固。濾水管采用穿孔墊筋纏絲包網(wǎng)，其穿孔方法是在井管上呈梅花形圓孔，孔徑18mm，濾水管孔隙率為30%（詳見圖2-1，2-2）井管底部用6mm厚的鋼板封底。濾料直徑記錄位置，保證將井孔的各部位填密實(shí)后，用直徑40-60mm 粘土球從井下20m封至地面，使成井不受地面及外界水源的污染。成井后用活塞洗井。

（2）施工方法

A、深井井孔采用清水沖擊法施工，用直徑219mm抽筒鉆井一徑到底，以后每1.5mm為一加助型護(hù)孔器鉆井，達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑600mm，深度50m左右（具體深度鉆探后確定）。

B、鉆機(jī)到位后，鉆機(jī)安裝穩(wěn)定，鉆孔開鑿圓，正直，鉆孔下管時采用于扶正器下管，使井管位于所鉆鑿孔中心，鉆鑿孔施工是嚴(yán)格按照豐收250型沖擊鉆機(jī)安全操作規(guī)程進(jìn)行施工的。

C、深井施工嚴(yán)格按甲方要求和合同施工。井管焊接接頭焊接牢固，井上至地面標(biāo)高0.5米。

D、下管前我方做好了一切下管準(zhǔn)備，盡量縮短下管成井時間，并嚴(yán)格檢查濾水管的完好，投放濾料時應(yīng)沿井管外側(cè)連續(xù)均勻填入，將井的部位填密后，投放直徑40-60mm粘土球在施工下管前進(jìn)入了施工現(xiàn)場。