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簡(jiǎn)介

回灌井，指注入并處置具有腐蝕性或有害液體的井。一般多使用廢棄的老油井處理含油鹽水或原污水。缺點(diǎn)是會(huì)使地下水污染，還會(huì)促使地下土層滑移。隨著地?zé)衢_發(fā)利用的不斷發(fā)展，地?zé)峋臄?shù)量和抽水量都逐年增加，有的地方已達(dá)到甚至超過資源評(píng)價(jià)所限定的抽水量極限。大量抽水而不回灌，勢(shì)必造成水位持續(xù)下降，井的使用壽命將減少，不利于地?zé)岬某掷m(xù)發(fā)展。只抽不灌，不但不利于保護(hù)地?zé)豳Y源，同時(shí)也將含有某些有害成分的地?zé)崴频牡乇淼乃w或滲透到地下，造成不同程度的環(huán)境化學(xué)污染。有些排水溫度超過環(huán)保的規(guī)定還會(huì)造成熱污染。所以，回灌開采被看作是地?zé)岢掷m(xù)發(fā)展的重要措施之一。然而，由于不同的地?zé)釁^(qū)其地質(zhì)構(gòu)造是不同的，所以回灌方式也不*一致。為了預(yù)測(cè)回灌開采后地下溫度場(chǎng)等各種場(chǎng)的變化趨勢(shì)以及冷鋒面推進(jìn)的速度，近年來還通過建立熱儲(chǔ)蓄模型和發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)來加速回灌開采的研究。此外，回灌還會(huì)帶來對(duì)地下新鮮清潔水的污染問題，所以回灌開采并不是一件十分容易的事情。國(guó)內(nèi)外除地?zé)犭娬舅诘臒崽镆话愣即蚧毓嗑㈤_發(fā)研究外，多數(shù)中低溫地?zé)嶂苯永玫責(zé)崽镞M(jìn)行回灌開采的還較少。目前，一些有比較豐富地?zé)豳Y源的城市，如天津市，由于地?zé)岵膳某樗亢艽螅幌陆递^快，因而城市地?zé)峁芾聿块T已加強(qiáng)地?zé)峄毓嚅_采的技術(shù)研究，并提出了在城市打地?zé)峋仨毻瑫r(shí)打回灌井的要求。出水管外側(cè)套裝多對(duì)獨(dú)立支撐透水管，組成多層回水空間，達(dá)到多路同時(shí)回水的目的，借助于高壓回水確保同井即可完成全部回水任務(wù)。借助于環(huán)形滲水層及土壤層，降低回水流動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)溫度高（低）的回水與地層充分進(jìn)行熱交換后再將回水匯至地下水，zui終達(dá)到同井水資源循環(huán)的目的。地?zé)崮艿闹饕獊碓词堑厍騼?nèi)部的放射性元素的衰變，因此地?zé)豳Y源是一種可再生的清潔能源，其開發(fā)利用契合現(xiàn)實(shí)治霾環(huán)保需求且具備相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力。

據(jù)悉，目前大多數(shù)人了解的地?zé)幔皇巧?000米到4000米的中深層地?zé)崮芫?，例如，日前章丘寧家埠發(fā)現(xiàn)一處地?zé)峋?，設(shè)計(jì)井深1500米，目的層為奧陶紀(jì)灰?guī)r熱儲(chǔ)。

目前，淺層地溫能的度較低，它是指賦存于地表以下200米深度范圍內(nèi)巖土體、地下水中具有開發(fā)利用價(jià)值的熱能，具有可再生、環(huán)保、既可供暖又可制冷、不受地域限制、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等特點(diǎn)。通過地源熱泵方式進(jìn)行開發(fā)，其工作原理與空調(diào)、冰箱類似，利用的冷、熱源為大地中穩(wěn)定的巖土體溫度，通過熱泵系統(tǒng)將地下空間的恒定溫度交換到建筑物中。

在技術(shù)開發(fā)方面，記者了解到，我國(guó)淺層地溫能供暖（制冷）技術(shù)已基本成熟。淺層地溫能開發(fā)利用具有賦存范圍廣，利用較便利，淺層地溫能受地域影響小，不論平原、丘陵都可利用，分布廣泛、儲(chǔ)量巨大和可就近利用等優(yōu)點(diǎn)，特別適合我省冬冷夏熱的曖溫帶季風(fēng)氣候。開發(fā)地?zé)岵捎?的回灌技術(shù),重視采灌結(jié)合,保證地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用,實(shí)現(xiàn)取熱不取水的地?zé)豳Y源良性循環(huán)利用。山東省地礦工程集團(tuán)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說：“地?zé)釋?duì)節(jié)能減排、減少污染有利，不往大氣中排放東西，直接在地下處理。”

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我省已建成地源熱泵工程1000余處，應(yīng)用面積約6500萬平方米，以地埋管換熱系統(tǒng)為主，使用面積占總面積的83.72%，開發(fā)利用對(duì)象主要以住宅和辦公樓為主，面積占總面積的55.3%。按照工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)，住宅及辦公樓地源熱泵工程換熱系統(tǒng)利用溫差在3℃～5℃。夏季工程制冷效果普遍較好，室內(nèi)溫度22℃～26℃，約占工程數(shù)量的95%；冬季多數(shù)工程供暖效果較好，室內(nèi)溫度一般18℃～22℃，約占工程數(shù)量的84%，制暖效果好的達(dá)到23℃。地源熱泵工程運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，夏季運(yùn)行費(fèi)用平均為13.4元/平方米；冬季費(fèi)用平均為16.0元/平方米。2015年7月21日，山東省*下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)山東省煤炭消費(fèi)減量替代工作方案的通知》，要求大力發(fā)展淺層地溫能?？梢灶A(yù)見，我省地?zé)崮荛_發(fā)前景廣闊。業(yè)內(nèi)人士表示，當(dāng)前地?zé)岙a(chǎn)業(yè)有資源、有市場(chǎng)、有技術(shù)，已具備加快發(fā)展的基礎(chǔ)，只要上下形成共識(shí)，出臺(tái)法律法規(guī)和相應(yīng)的優(yōu)惠、扶持政策，社會(huì)各界共同努力，一定會(huì)實(shí)現(xiàn)健康長(zhǎng)足發(fā)展。“但是在地?zé)峁芾碇?，各地出現(xiàn)了政出多門，誰都想管誰也管不好的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了地?zé)岬拈_發(fā)利用，損害了投資者的利益”。

據(jù)悉，目前我省主要有國(guó)土資源行政主管部門、節(jié)能辦、城鄉(xiāng)建設(shè)委等三個(gè)系統(tǒng)管理淺層地溫能的開發(fā)，三個(gè)系統(tǒng)各有側(cè)重。國(guó)土資源行政主管部門主要開展了淺層地溫能勘查、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、示范工程建設(shè)、技術(shù)儲(chǔ)備等工作；節(jié)能辦主要負(fù)責(zé)發(fā)放節(jié)能補(bǔ)貼、完成節(jié)能任務(wù)等工作，輔助推動(dòng)了淺層地溫能的發(fā)展；各地城鄉(xiāng)建設(shè)委分工不同，部分城市如煙臺(tái)等市政府明確其為淺層地溫能工程建設(shè)主管部門，承擔(dān)了工程建設(shè)、驗(yàn)收任務(wù)，其余城市主要靠安裝企業(yè)主動(dòng)上報(bào)掌握情況，并未就淺層地?zé)崮芄こ踢M(jìn)行專門統(tǒng)計(jì)與管理。

鼓勵(lì)措施缺乏、政策尚未到位。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山東省已有淺層地溫能工程運(yùn)行過程中，所采用的電價(jià)多為商業(yè)用電收費(fèi)，再加上階梯電價(jià)收費(fèi)的原因，造成運(yùn)行費(fèi)用虛高30%左右，由此造成工程在建設(shè)前受到一定限制與影響，客觀上造成老百姓認(rèn)為地源熱泵工程不省錢、不省心。“在今后的開發(fā)利用過程中，迫切需要出臺(tái)相應(yīng)的鼓勵(lì)政策，采用居民用電收費(fèi)以提高社會(huì)對(duì)淺層地溫能開發(fā)利用工程的接受度”。

前期勘查不重視。淺層地溫能工程前期勘察是進(jìn)行熱泵工程設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50366-2009）要求地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行工程場(chǎng)地系統(tǒng)勘察。而實(shí)際上一些建設(shè)方往往不重視前期場(chǎng)地勘察工作，或重視程度不夠；甚至許多單位不進(jìn)行該項(xiàng)工作，工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇的熱泵系統(tǒng)換熱方式和設(shè)計(jì)參數(shù)與工程所處地質(zhì)條件不匹配，工程建成后出現(xiàn)系統(tǒng)耗電量大、能效比（COP）低、運(yùn)行不穩(wěn)定、回灌困難、采灌井毀壞甚至報(bào)廢等問題。

缺乏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)不完善。近年來，山東省建成了大量的地源熱泵系統(tǒng)，大多數(shù)沒有建立監(jiān)測(cè)裝置，少數(shù)幾個(gè)工程的監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝方法是在地埋管換熱孔不同深度安裝溫度傳感器，缺少換熱孔之間及邊緣地溫的監(jiān)測(cè)，無法分析熱影響的范圍和強(qiáng)度；地下水源工程在監(jiān)測(cè)方面基本為空白，沒有安裝必要的節(jié)能計(jì)量裝置，如溫度表、流量計(jì)、電表等，也缺少溫度、流量、水質(zhì)、用電負(fù)荷等的監(jiān)測(cè)，有的采灌井只是偶爾監(jiān)測(cè)一下水位。全覆蓋全省地源熱泵的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)尚未建設(shè)。地?zé)峋┡侵竿ㄟ^打地?zé)峋槿〉叵聼崴⒂糜诠┡到y(tǒng)，地?zé)峋┡膬?yōu)勢(shì)在于清潔、環(huán)保、舒適，因?yàn)樯顚拥叵滤凶约旱难h(huán)系統(tǒng)，水被采上供暖，再循環(huán)到地下，整個(gè)過程是沒有消耗的，理論上可以無限再生。符合低碳環(huán)保、節(jié)能減排的環(huán)境建設(shè)要求。

地?zé)峋谏鲜兰o(jì)四十年代已經(jīng)在西方廣泛推廣開來，世界三分之一的寒冷地帶采用的都是這種供暖方式，地?zé)峋┡谏鲜兰o(jì)九十年代傳入我國(guó)，憑借其環(huán)保、清潔、舒適，迅速得到廣泛贊譽(yù)。地?zé)峋┡辉诔跗陂_采階段投資量大，但在供暖系統(tǒng)中的維護(hù)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用等都遠(yuǎn)較傳統(tǒng)供暖為少，總體而言經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。  我國(guó)的地?zé)崮芊植紡V泛，儲(chǔ)備豐富，在目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源短缺的矛盾日益尖銳的情況下，如何合理有效的運(yùn)用更多的綠色資源，已是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的頭等大事。地?zé)崮茏鳛榫G色資源的代表能源，需要引起人們更多的重視，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

地?zé)峋┡墓に嚵鞒滔鄬?duì)而言比較簡(jiǎn)單，對(duì)水溫的要求寬松，水溫從15℃－１８０℃都可以用于供暖，水溫較高的更可以直接省卻加熱的步驟直接使用。減少了供暖過程中的熱能損失，隨著如限公司等企業(yè)對(duì)地大熱能技術(shù)的鉆研推動(dòng)，地?zé)峋┡趯?shí)踐中已表現(xiàn)出越來越多的合理性、科學(xué)性。大氣降水是否能補(bǔ)給230米處的地下水？應(yīng)該有隔斷巖層吧，不會(huì)影響到230米及以深的水位吧？地表水量增大是否能壓斷地層隔斷的巖石板層？

假如是大雨后地表水量大了通過巖石斷裂裂隙或壓斷巖石板補(bǔ)給了230米處冷水層的量，230米處的冷水大量涌進(jìn)井內(nèi)造成涌進(jìn)井內(nèi)的冷水過多，混合了該井500---600米熱儲(chǔ)層的熱水，水溫在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)不到正常造成，但是我們已經(jīng)斷續(xù)抽水好多次，每次抽水2—3天，溫度都沒變化，這是為什么？

還是我們下入的新套管只是隔斷了230米直接進(jìn)入井內(nèi)的冷水，但230米的冷水從原套管與新套管之間的通道進(jìn)入400米的裂隙后，又橫向遠(yuǎn)流在其他斷裂層滲入500米以下的熱水層造成？

還是在該井附近有因此次大雨地表水量大，使某處巖石板隔斷層壓裂，200米左右的上層冷水涌入下層熱水層所致？

是否還存在地層發(fā)生了變化，熱儲(chǔ)層的水已經(jīng)沒有原來的溫度了？

新井與老井抽水溫度降低是否是一種原因，老井為冷水源頭還是新井是冷水源頭水源熱泵系統(tǒng)回灌

工藝要點(diǎn)

水井系統(tǒng)取能

1. 優(yōu)點(diǎn)：初投資低，傳熱系數(shù)大，能量提取可根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)。

缺點(diǎn)：受地下水位限制，細(xì)沙、粉細(xì)沙地質(zhì)較難回灌，不同地域需設(shè)計(jì)不同的水井工藝方案。采用水井取能需了解的內(nèi)容：　　

1)項(xiàng)目所在地200米以上地下淺層水出水溫度是多少?

2)單口井出水量可以達(dá)到多少噸/小時(shí)?

3)單口井井深是多少?

4)靜水位、動(dòng)水位分別是多少米?

6)周邊水源有沒有腐蝕性?

7)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)大約是什么樣的?(中沙層、細(xì)沙層、鵝卵石層、礫石、巖石層)哪種情況居多?

水井系統(tǒng)取能

1.優(yōu)點(diǎn)：初投資低，傳熱系數(shù)大，能量提取可根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)。

缺點(diǎn)：受地下水位限制，細(xì)沙、粉細(xì)沙地質(zhì)較難回灌，不同地域需設(shè)計(jì)不同的水井工藝方案。

細(xì)沙地質(zhì)(回水較難，須采取特殊工藝)

裂石巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)(可100%回灌)

鵝卵石地質(zhì)結(jié)構(gòu)(可100%回灌)

不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)水井取水情況舉例及誘導(dǎo)井壓差回灌原理示意。

采用水井取能需了解的內(nèi)容：

1)項(xiàng)目所在地200米以上地下淺層水出水溫度是多少?

2)單口井出水量可以達(dá)到多少噸/小時(shí)?

3)單口井井深是多少?

4)靜水位、動(dòng)水位分別是多少米?

5)不同管材(鋼管、高壓水泥管)單口井造價(jià)多少元/米?

6)周邊水源有沒有腐蝕性?

7)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)大約是什么樣的?(中沙層、細(xì)沙層、鵝卵石層、礫石、巖石層)哪種情況居多?